天然虾青素是目前发现的最强的抗氧化剂，具有抗氧化、抗肿瘤、预防心血管疾病、提高免疫力等生物活性，在保健品、食品、化妆品和饲料添加剂方面具有广阔的市场和良好的经济价值。微生物发酵是获得天然虾青素的主要途径，国际上多采用雨生红球藻生产天然虾青素，已经在日本、美国、以色列等国实现了生产；但是藻类细胞生长慢、培养周期长，生物量低，需要光照，藻类破壁释放虾青素产率低，生产成本高，限制了天然虾青素的大规模生产与应用。红法夫酵母作为生产虾青素的微生物之一，但我国红法夫酵母菌株虾青素产量低、生产技术不完善、无法实现工业生产。
针对以上问题，项目团队实施了如下解决方案：
（1）筛选获得具有自主知识产权的红法夫酵母菌菌株
从果园土壤中分离筛选出颜色为红色的菌落，通过高效液相色谱法测定菌株的虾青素和其他类胡萝卜素含量，并对其进行菌种鉴定分析，获得了高产虾青素红法夫酵母菌株，具有自主知识产权。
（2）红法夫酵母菌株全基因组解析
全面了解红法夫酵母PR106菌株的遗传信息，建立天然虾青素生产的微生物候选资源，对PR106进行全基因组测序，确定了6个与虾青素合成相关的基因，目前全基因组测序菌株全球仅4株，也是我国唯一一株。
（3）红法夫酵母菌株蛋白质组学解析
在进行了全基因组测序和分析的基础上，为解决虾青素产量低的问题，利用TiO2胁迫处理PR106菌株提高虾青素产量，并对PR106菌株进行蛋白质组学分析，蛋白质组学鉴定到61个差异表达蛋白，经过分析发现TiO2促进虾青素合成的机制可能与细胞内氧化还原平衡、核糖体翻译和离子跨膜转运有关。
（4）TiO2胁迫提高红法夫酵母生产虾青素产量
对TiO2胁迫后红法夫酵母生产虾青素的含量与结构组成进行分析，发现虾青素含量达到4.73 mg/g DCW(干细胞重量)，左旋虾青素占比达到75.81%，可应用于实际生产。