探寻海洋微藻利用新模式——我国科学家自主开发出二氧化碳耐受产油微藻|bevictor伟德

2024-10-19点击量：976

本文摘要：记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所得知，该所日前研发的高固碳能力工业产油微藻细胞工厂，构建了经济环保的海洋微藻利用新模式。

记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所得知，该所日前研发的高固碳能力工业产油微藻细胞工厂，构建了经济环保的海洋微藻利用新模式。地球固碳的“主力军”人类活动废气的二氧化碳等温室气体，造成了全球气候变化和海洋酸化等根本性环境和社会问题。

利用工业产油微藻将烟道气等工业二氧化碳废气源必要转化成为柴油等生物燃料，对于增加温室气体废气，遏止全球气候气候变化具备重大意义。还包括微藻在内的海洋浮游植物适应环境了当前地球大气0.04%的二氧化碳含量，每年相同了全球二氧化碳固定量的40%。但烟道气中的二氧化碳含量低于5%，是大气碳含量的百倍以上。

由此造成的培育环境酸化，在减少了生物污染再次发生几率的同时，也一般来说不会诱导工业产油微藻的生长与交配，大幅度降低了工业生物固碳产油过程的经济性。自然界中，构建碳循环的途径，主要是通过生物体生命过程中的光合作用已完成生物固碳。

然而，树木、植物不能较慢吸取大气中的二氧化碳，不受土地面积的容许，其消纳二氧化碳的总量与人类生产活动的排放量比，十分受限。而与农作物比起，微藻具备红藻速率低、交配慢、环境适应性强劲，可调控以及可与其他工程技术构建等优点，可取得高效、立体、高密度的培育。据理解，每吨微藻生物大约可相同2吨二氧化碳，且微藻培育过程可对点源废气的二氧化碳展开利用。

微拟球藻是一种在世界各地均可室外大规模培育的工业产油微藻。中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究人员明确提出其利用和耐受性二氧化碳皆与碳稀释机制有关的科学假设。“以微藻为代表的海洋浮游植物每年可相同全球二氧化碳固定量的40%，是当前地球固碳的‘主力军’。

”该所单细胞中心主任徐健研究员回应，他们的主要研究就是利用工业产油微藻，将阳光和烟道气（即煤等化石燃料自燃时所产生的对环境有污染的气态物质）等工业二氧化碳废气源必要转化成为柴油等生物燃料，既可维护生态环境，又产生了经济效益。“我们主要利用的微藻是一种取名为‘微拟球藻’的工业产油微藻，可实现室外大规模培育，和其他微藻比起优势显著。”单细胞中心助理研究员魏力讲解说道，微拟球藻具备生长速度快、二氧化碳耐受性能力强劲、海水淡水均可培育、遗传操作较完备等引人注目优点。

让微藻“返祖”据介绍，工业微藻需要将阳光和烟道气必要转化成为生物柴油，因此是应付全球气候气候变化的最重要措施之一。然而烟道气中高浓度的二氧化碳及其造成的酸性培育条件，往往诱导了微藻的生长，因此提升二氧化碳耐受性是设计与建构超级红藻固碳细胞工厂的关键技术之一。

“科研团队虽然寻找了适合的微藻品种，但在实验跟上阶段，由于烟道气中的二氧化碳浓度较高，微藻的生长状态并不理想。”魏力说道。

如果不解决问题微藻的二氧化碳耐受性问题，就无法设计和建构超级红藻固碳细胞工厂。因此，科研人员根据微藻特性明确提出了一个科学假设，寻找微藻感应器二氧化碳的“关键靶点”，对它的碳浓缩机制动器“手术”，从而解决问题这一问题。据理解，藻类等植物被指出是大约5.1亿年前经常出现的，那段时间的地球大气中，二氧化碳浓度低，是当前地球大气二氧化碳浓度的二十几倍。

“这也就证明了，藻类在渐渐演化，适应环境低浓度的二氧化碳环境。我们期望通过一种方式，让工业微藻‘返祖’。

”魏力说道，经过重复实验，研究团队找到人为的毁坏或诱导微藻的碳稀释机制可超过这一效果。据介绍，在类似于烟道气的环境中，通过靶向敲低坐落于细胞质内的一个类似的碳酸酐酶基因的工程微拟球藻株，其生物质产量能提升30%以上，而且含油量不不受影响。或可改建火星大气3月21日，国际学术期刊《代谢工程》刊登了中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心的研究成果。

通过研发低固碳能力的工业产油微藻细胞工厂，不仅对于工业烟道气必要转化成生物柴油具备应用于价值，对于人类扩展生存空间也有最重要意义。“研究指出，这种改进性状适应性极强，且具备非常平稳的遗传性。”徐健回应，经过改进后，工程藻株研究构建新进展，藻株的生长优势只在烟道气培育条件下展现出，若在空气浓度二氧化碳下，工程藻株则失去了生长优势。

因此，该研究成果不仅证明工业微藻的二氧化碳含量适应性可以理性调控，而且发明者了一种原创的工程藻株生态控制策略。当前，全球各国对于碳排放问题更加推崇。

《巴黎气候协议》具体了将全球气温较工业化前水平的增幅掌控在2°C以内，以此防止极地冰层融化和海平面下降的后果。但据全球碳项目科学家可行性预计，2018年的全球碳排放增幅预计超过2.7%，较前年1.6%的增长速度更进一步减缓。在碳排放逆势上升的环境下，青岛能源所研究团队的这一新思路不仅对于工业烟道气必要转化成生物柴油具备应用于价值，对于人类生存空间的改建与扩展也有灵感。

例如，火星是最有期望构建载人登岸的地外行星。但是火星大气中95%是二氧化碳，因此对火星大气的改建是人类大规模殖民火星的前提。本研究展出的高二氧化碳耐受性的工业微拟球藻，不仅需要将二氧化碳转化成为氧气，而且需要按须要生产生物柴油和食用油脂，因此也许可作为第一代“火星移民”，肩负改建火星大气层的重任。

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