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    生物学前沿报道:全球启动微藻制油生物能源计

      物理学家组织网近日报道,美国能源部布鲁克海文国家实验室科学家发现,喂养微藻更多的碳可以加速其整体代谢,有助于石油增产。生物学在职研究生可在《植物和细胞生理学》杂志在线版上查看该研究结果发表的情况。采取新的途径,可将光合绿藻转变成微小“绿色工厂”,从而生产作为替代燃料的生物原料。

      论文指出,微藻具有高生长速率、高油脂含量等特点,可以有效地把二氧化碳转换成碳链分子,如淀粉和油,特别是藻油,可作为生物柴油和其他可再生燃料的理想原料。因而,微藻被认为是当今最具潜力的油脂生物质资源之一。

      研究人员表示,这项发现推翻了先前提出藻类生长和增加石油产量相互排斥的习惯认识。详细研究发现,碳量是生产多少油的关键因素。让人惊奇的是,由于通常大量增加石油产量的方法是集中于参与生产脂肪酸和油脂的酶的作用。而在这项研究中,抑制酶的生产对石油产量的影响不大。这就是藻类和高等植物之间实质性差异的一个例子。

      那么,微小的藻类真能形成石油生产工厂吗?在实验中,为了使微藻产生更多生物质,科学家首次将藻类两种基因——LCIA基因和LCIB基因的表达分开。每个表达可使生物质显着增加10%至15%。当这两个基因一起表达时,生物质增加了50%至80%。研究人员表示:“这两个基因共同表达,可以增加二氧化碳量,这些二氧化碳通过藻类光合作用转化即为生物质。”

      该论文研究者、对植物油生产具有广泛研究的生化学家约翰·尚克林指出:“我们所知道的大部分做法是来自对高等植物研究的推断。而最近的研究显示,微生物藻类和其更复杂的光合亲属之间的差异很大。我们的目标是学习所有有助于藻类生产石油的因素,包括淀粉和油之间控制新陈代谢的开关,看看是否可以不停止藻类生长来增加石油的生产。”目前主要研究结论是,藻类摄食更多的碳(醋酸盐的形式)能使淀粉产量达到顶点,最重要的是,在多余的碳和营养不匮乏的条件下,微藻不仅不断生长,而且还产出石油。

      在,科学院青岛生物能源与过程研究所能源藻类资源团队刘天中研究员等人,针对微藻生物柴油生产成本和能耗影响大的微藻油脂提取、微藻生物柴油转化等下游关键技术正在进行系列研究,有关前沿新知的情况值得生物学在职研究生高度关注。

      目前可知的植物中,直接参与石油生物合成的酶是石油生产的限制因素。而在藻类中,这种限制的步骤不是在石油合成本身,而是回溯于代谢过程。研究人员指出,这与人体的新陈代谢十分类似。人若多吃富含碳的碳水化合物,自身的新陈代谢也会增加油(脂)生产和储存。奇怪的是,人类在某些方面比高等植物更像藻类。