为推动产油酵母微生物油脂的工业化生产，几个关键环节亟待突破：筛选或培育出适应大规模生产环境的强健酵母菌株、优化发酵流程以最大化产品产出、构建高效的油脂分离与下游处理体系。同时，采用经济可行且环境友好的碳源作为发酵基质是降低生产成本、提升整体经济效益的关键一环。木质纤维素生物质因其丰富的葡萄糖与木糖来源正逐渐成为工业发酵领域的理想低成本替代原料。其应用不仅提升了经济价值，还促进了林业与农业的可持续发展。目前大多数产油微生物对木质纤维素生物质利用的关键挑战在于木糖利用能力有限、分解代谢抑制以及木质纤维素副产品毒性影响等方面。因此，提升菌株对糖类的高效利用及对抑制剂的耐受性对于实现从木质纤维素底物到油脂产品的高效、绿色转换具有重要意义。

近日，海洋科学与工程学院章晋勇教授团队在中科院1区top期刊《Bioresource Technology》杂志发表了题为“Efficient sugar utilization and high tolerance to inhibitors enable Rhodotorula toruloides C23 to robustly produce lipid and carotenoid from lignocellulosic feedstock”的研究论文。该研究聚焦于从蜂巢环境中分离出的嗜渗红酵母R. toruloides C23，首次全面揭示了该菌株在木质纤维素糖利用上的卓越能力，以及其对多种木质纤维素抑制剂的高耐受性与有效降解特性。实验结果显示，无论葡萄糖与木糖的比例如何变化，C23菌株均能保持优异的糖同化效率，稳定产出超过21 g/L的微生物油脂与11 mg/L的类胡萝卜素，该产量在同类研究中居领先地位。此外，C23菌株对木质纤维素水解过程中产生的有毒抑制剂，乙酸、糠醛以及对多种产油酵母具有剧毒作用的香草醛，展现出极高的抗性并实现了有效降解。为深入探究C23菌株高效利用木糖合成油脂的分子机制，采用了比较转录组学方法，初步鉴定了若干关键酶与信号调节途径，这些发现为理解C23菌株独特的代谢调控网络提供了宝贵线索，也为后续工业化应用的性能优化奠定了理论基础。R. toruloides C23菌株的发现及其卓越性能的揭示，为直接利用未经复杂脱毒处理的木质纤维素水解液工业化生产微生物油脂与类胡萝卜素开辟了一条新路径。这不仅可以显著降低生产成本，提高资源利用效率，更对促进可持续生物经济的发展具有重要意义。