核诱变及碳胁迫促进微藻光合作用及生长固碳的机理研究

发布时间：2024-06-28 03:40

　　由于微藻具有光能利用率高、生长速率快、固碳生物质经济价值高等优点,故微藻固碳已成为温室气体CO2减排和新能源开发领域的研究热点。本文针对小球藻、节旋藻和微拟球藻三种优势固碳藻种,利用核辐射诱变及烟气高浓度CO2胁迫提高微藻生长固碳速率,通过可变荧光、闪光产氧、高通量转录组测序等手段对微藻光合固碳系统及代谢网络进行剖析,揭示了微藻强化光合特性及生长固碳过程的反应机理。经过核辐射诱变后的节旋藻突变株ZJU9000,在空气中生长到第四天时生物质产量比未经诱变的藻株提高了 176%。利用高通量测序分析节旋藻经核辐射诱变后的基因表达变化,发现在节旋藻突变株中光合作用色素:叶绿素a和类胡萝卜素的合成增强,提升了藻细胞光合固碳能力;核糖和核苷酸的合成量增加,为细胞增殖提供了遗传物质基础;糖酵解及三羧酸循环途径增强,合成更多ATP及[H]为细胞增殖提供能量基础;维生素合成增强促进了细胞增殖,碳浓缩机制增强提高了藻细胞对空气中低浓度CO2的利用能力。这些因素共同作用使节旋藻突变株获得更强的CO2吸收利用能力。节旋藻突变株ZJU9000经过燃煤电厂烟气15 vol.%浓度CO2驯化后,生物质产量和油脂含量...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１世界各地的煤炭使用量及预期［５］??

年在北京发布应对气候变化的联合声明，美方提出到２０２５年温室气体的排放量??要比２００５年下降２６－２８％，中方提出计划在２０３０年使中国二氧化碳排放达到峰??值，并在同年将非化石能源在一次能源中的比重提升至２０％，图１．１显示了中国??预计在２０３０年后大幅减少煤炭使用量。此外....

图１．２燃煤电厂向大气中持续不断地排放温室气体Ｃ０２??煤和石油在二次工业革命后成为世界上的主要能量来源，中国富煤少油的现??

煤和石油在二次工业革命后成为世界上的主要能量来源，中国富煤少油的现??状决定了中国以煤为主的能源结构。煤燃烧所带来大量的ｃｏ２为温室效应气体的??一个重要来源（图１．２）。中国煤炭使用量总体呈现增加的趋势，在２０１４－２０１６连??续三年下降之后，２０１７年又继续增加（图１．３）....

图１．３煤炭消耗大国近七年的煤炭消耗增幅Ｗ??２??

、’ｊ＊＊＊＾Ｓ＾?＾??图１．２燃煤电厂向大气中持续不断地排放温室气体Ｃ０２??煤和石油在二次工业革命后成为世界上的主要能量来源，中国富煤少油的现??状决定了中国以煤为主的能源结构。煤燃烧所带来大量的ｃｏ２为温室效应气体的??一个重要来源（图１．２）。中国煤炭使用量总体呈现增加....

图１．４环境中的碳循环［１５］??在众多Ｃ０２的资源化再利用方法中，利用微藻固定Ｃ０２是一种引人关注且??非常具有应用前景的技术［１６，１７］，主要体现在如下三个方面：??

海洋ｒｎ］等；（３）生物法吸收转化ｃ〇２ｎ２，ｎ］。从可持续发展角度来看，一个重要方??向是对燃烧释放出来的Ｃ０２进行资源化利用。Ｃ〇２减排的研究重点正在由ＣＣＳ??（碳捕获与封存）向ｅｃｕｓ?（碳捕获、利用与封存）转变。如图１．４所示，环境??中的碳是不断循环的，ｃｏ２的封存不....

本文编号：3996381