经济

<p>藻类Chlamydomonas的共聚焦图像显示油滴的积累(金点)红色代表叶绿素自发荧光通过给藻类提供更多碳,布鲁克海文国家实验室的科学家增加了微生物的整体代谢,导致随着生物继续生长而增加的石油产量厄普顿,纽约 - 美国能源部布鲁克海文国家实验室的科学家们推翻了两个长期存在的关于藻类石油生产的错误观念,他们表示,通过向微生物提供更多碳来增加微生物的整体新陈代谢,可以随着生物体的不断增长而增加石油产量这项研究结果 - 发表在2012年5月28日的植物和细胞生理学杂志上 - 可能指出将光合作用的绿藻转变为用于生产替代燃料原料的微小“绿色工厂”的新方法“我们对藻类感兴趣,因为它们生长非常快速,可以有效地将二氧化碳转化为碳 - 像淀粉和油这样的链分子,“布鲁克海文生物学家徐长诚说,该论文的主要作者,淀粉的能量密度是其八倍,特别是藻油可能是制造生物柴油和其他可再生燃料的理想原料但是有一些将微观藻类转变为石油生产工厂的问题一方面,当微小的微生物吸收二氧化碳进行光合作用时,它们优先将碳转化为淀粉而不是油“通常,藻类产生的油很少,”布鲁克海文的研究人员Jilian Fan表示, Changcheng Xu和Chengshi Yan的藻类培养物可以增加石油产量以应对过量的碳在目前的研究之前,科学家们知道为石油生产提供平衡的唯一方法就是使某些关键营养素的藻类挨饿,像氮一样,石油产量会增加,但藻类会停止生长 - 不是连续生产的理想条件问题是科学家对藻类中的石油生物化学的细节知之甚少“我们认为我们所知道的大部分都是从对高等植物进行的研究中得出的,”布鲁克海文生物化学家约翰·尚克林说,他是一位对其进行广泛研究的共同作者</p><p>植物油生产最近的研究暗示了微生物藻类与其更复杂的光合作用亲属之间的巨大差异“我们的目标是尽可能地了解有助于藻类产油的因素,包括那些控制淀粉和油之间代谢转换的因素为了看看我们是否可以在不停止藻类生长的情况下将平衡转移到石油生产上,“徐说,科学家们在各种营养条件下培养了莱茵衣藻(Llamydomonas reinhardtii)的培养物 - 藻类的”果蝇“,有或没有抑制剂会限制特定的生物化学途径他们还研究了一种缺乏制造淀粉能力的突变衣藻(Chlamydomonas)在不同条件下,两种菌株随时间累积的油,他们能够了解为什么碳优先分配到淀粉而不是油中,以及如何影响该过程主要发现是给藻类喂食更多的碳(以乙酸盐)迅速将淀粉的产量最大化到任何额外的碳被引导到高齿轮油生产中,并且最重要的是,在过量的碳条件下并且没有营养物剥夺,微生物在生产油的同时保持生长“这推翻了以前认为藻类生长和石油产量增加是相互排斥的,“徐说,主要由布鲁克海文研究员Jilian Fan和Chengshi Yan进行的详细研究表明,碳量是决定产油量的关键因素:更多的碳导致更多的石油;碳限制生产减少这是另一个惊喜,因为许多提高石油产量的方法都集中在生产脂肪酸和油的酶的作用在这项研究中,抑制酶的产生对石油产量影响不大“这是一个例子藻类与高等植物之间存在显着差异,“Shanklin在植物中说,直接参与油生物合成途径的酶是石油生产中的限制因素</p><p>在藻类中,限制步骤不是在石油生物合成本身,而是在中央代谢 这与我们在人体新陈代谢中看到的并没有什么不同,Xu指出:吃更多富含碳的碳水化合物会促使我们的新陈代谢增加油脂(脂肪)的产生和储存“在某些方面,我们有点惊讶更像是藻类而不是高等植物,“徐说,并指出其他领域的科学家可能对本研究揭示的代谢转换细节感兴趣但布鲁克海文团队的下一步将是更密切关注碳的差异藻类和植物的分割这部分工作将由共同作者Jorg Schwender领导,他是代谢通量研究专家</p><p>该团队还将努力将他们在藻类模型中学到的知识转化为有助于增加用于生物燃料原料生产的商业藻类菌株的产量该研究由美国能源部科学办公室和美国能源部能源效率和可再生能源办公室资助来源:Brookhaven Na实验室图像: