本发明属于代谢工程，具体涉及一种工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法及应用。
背景技术：
1、藻类分布广泛、光合效率高，在生物固碳中发挥着重要作用，是地球上主要的初级生产力。它们可将固定的二氧化碳转化成多种产物，包括蛋白、油脂、碳水化合物、以及高值产物等，被认为是非常有前景的绿色细胞工厂。在众多微藻产物中，ω3多不饱和脂肪酸如二十碳五烯酸(epa)和二十二碳六烯酸(dha)以及酮式类胡萝卜素如角黄素和虾青素是公认的高附加值营养成分，对人体健康非常重要，有着广阔的应用市场。但是，它们不能在人体内合成，必须从食物中获取。
2、不少海洋微藻都能够合成epa，其中，微拟球藻(nannochloropsis spp)有着明显的优势。首先，微拟球藻细胞壁较薄易破碎，有利于下游产物的提取纯化。其次，该藻生长快，易培养，合成积累的epa含量和纯度高。最后，微拟球藻早在上个世纪80年代就被规模化培养用在水产养殖中，有较为成熟的生产方法与技术基础。微拟球藻主要通过ω6途径，即由油酸经过亚油酸、γ-亚麻酸、二脱氢γ-亚麻酸和花生四烯酸(ara)等中间产物，在一系列脂肪酸去饱和酶和延长酶的催化下生成epa。不同于缺刻缘绿藻ara或寇氏隐甲藻dha主要储存在于甘油三酯(tag)中，微拟球藻epa主要分布在极性膜脂上，在甘油三酯中含量很低。利用微拟球藻生产epa仍然面临着成本的挑战。通过联产epa与角黄素，有助于提高微拟球藻生产的经济性。
3、一般来讲，有两条独立的途径产生异戊二烯焦磷酸(ipp)和二甲基丙二烯焦磷酸(dmapp)，用作类胡萝卜素生物合成的前体，即2-c-甲基赤藓糖磷酸(mep)途径和甲羟戊二酸(mva)途径。类似于绿藻比如莱茵衣藻、雨生红球藻和佐夫色绿藻，微拟球藻缺乏完整的mva途径，被认为利用质体mep途径产生的ipp/dmapp合成类胡萝卜素。ipp和dmapp分子的缩合导致香叶基香叶基二磷酸(ggpp)的形成，该物质进入类胡萝卜素合成途径。由于缺乏番茄红素ε-环化酶，微拟球藻不合成α-胡萝卜素或其衍生物(如叶黄素)，而是合成β-胡萝卜素及其下游类胡萝卜素(如玉米黄质、紫黄质、新黄质和无隔藻黄素)。微拟球藻也合成酮式类胡萝卜素角黄素，但该色素只在胁迫条件下积累，并且含量很低。
技术实现思路
1、基于此，本发明实施例当中提供了一种工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法及应用，旨在解决现有技术中，微拟球藻中角黄素只在胁迫条件下合成且含量极低的问题。
2、本发明实施例的第一方面提供了一种工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，将来源于莱茵衣藻的β-胡萝卜素酮化酶通过筛选、密码子优化、及定位肽的选择后，由叶绿体转运肽介导在微拟球藻叶绿体中表达，以得到同时合成角黄素和epa的微拟球藻工程改造株。
3、进一步的，所述叶绿体转运肽为来源于微拟球藻甘氨酸裂解系统l蛋白或紫黄质/叶绿素a结合蛋白1中的任意一种，其中，微拟球藻甘氨酸裂解系统l蛋白的叶绿体转运肽序列为mrlsstclflaitgataffcpkpmphlmsatrgf vpahvata，紫黄质/叶绿素a结合蛋白1的叶绿体转运肽序列为mktaalltv stlmgaqafmapapkfsrtrgvar。
4、进一步的，预先构建一微藻表达载体，所述微藻表达载体以ble基因作为抗性筛选标记。
5、进一步的，所述微藻表达载体通过电击法、基因枪法或农杆菌介导法中任一种方法导入微拟球藻，并通过抗生素抗性筛选获得所述微拟球藻工程改造株。
6、进一步的，所述微拟球藻为nanochloropsis oceanica、nanochloropsisgaditana、nanochloropsis salina、nanochloropsis oculate、nanochloropsislimnetica、nanochloropsis granulate中的任意一种藻种。
7、本发明实施例的第二方面提供了一种工程改造微拟球藻，由上述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法制备得到。
8、本发明实施例的第三方面提供了一种如上述的工程改造微拟球藻在角黄素生产中的应用。
9、本发明实施例的第四方面提供了一种如上述的工程改造微拟球藻在同时生产角黄素和epa中的应用。
10、本发明实施例的第五方面提供了一种如上述的工程改造微拟球藻在功能食品、化妆品、水产及禽类养殖中的应用。
11、本发明实施例提出的一种工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，该方法将来源于微拟球藻的β-胡萝卜素酮化酶通过筛选、密码子优化、及定位肽的选择后，由叶绿体转运肽介导在微拟球藻叶绿体中表达，以得到同时合成角黄素和epa的微拟球藻工程改造株，具体的，该微拟球藻工程改造株能够有效解决传统的微拟球藻中角黄素只在胁迫条件下合成且含量极低的问题。
1.一种工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，其特征在于，将来源于微拟球藻的β-胡萝卜素酮化酶通过筛选、密码子优化、及定位肽的选择后，由叶绿体转运肽介导在微拟球藻叶绿体中表达，以得到同时合成角黄素和epa的微拟球藻工程改造株。
2.根据权利要求1所述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法,其特征在于，所述叶绿体转运肽为来源于微拟球藻甘氨酸裂解系统l蛋白或紫黄质/叶绿素a结合蛋白1中的任意一种，其中，微拟球藻甘氨酸裂解系统l蛋白的叶绿体转运肽序列为mrlsstclflaitgataffcpkpmphlmsatrgfvpah vata，紫黄质/叶绿素a结合蛋白1的叶绿体转运肽序列为mktaalltvstlm gaqafmapapkfsrtrgvar。
3.根据权利要求2所述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，其特征在于，预先构建一微藻表达载体，所述微藻表达载体以ble基因作为抗性筛选标记。
4.根据权利要求3所述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，其特征在于，所述微藻表达载体通过电击法、基因枪法或农杆菌介导法中任一种方法导入微拟球藻，并通过抗生素抗性筛选获得所述微拟球藻工程改造株。
5.根据权利要求4所述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法，其特征在于，所述微拟球藻为nanochloropsis oceanica、nanochloropsis gaditana、nanochloropsissalina、nanochloropsis oculate、nanochloropsis limnetica、nanochloropsisgranulate中的任意一种藻种。
6.一种工程改造微拟球藻，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的工程改造微拟球藻联产角黄素和epa的方法制备得到。
7.一种如权利要求6所述的工程改造微拟球藻在角黄素生产中的应用。
8.一种如权利要求6所述的工程改造微拟球藻在同时生产角黄素和epa中的应用。
9.一种如权利要求6所述的工程改造微拟球藻在功能食品、化妆品、水产及禽类养殖中的应用。
