Chemical Engineering Journal（IF=13.27）2021-08-25

浙江大学 程军课题组

为了促进微藻在含15% CO₂燃煤烟气中的光合反应和生物量产量，通过CO₂梯度驯化，建立了一个以细胞光响应为基因突变中心的自适应微藻生长系统。利用0.04%、3%、6%、10%和12%浓度的CO₂逐渐驯化微拟球藻CCMP1779，获得对CO₂具有优势适应能力的微藻藻种。在15% CO₂为6 mL/min和12 mL/min培养条件下，驯化藻种比野生藻种的生物量分别增加22.7倍和3.98倍。通过综合基因图谱、转录组、光合荧光特性和RT-qPCR结果，发现CO₂梯度驯化可使微拟球藻产生多目标基因突变和自然选择，导致其细胞有成功的基因转录变化和表观光合作用特性。因此，在光合作用与呼吸作用的竞争中，本研究构建了由镁螯合酶控制、以增强光合作用为基础具有高CO₂自适应能力的微藻生长体系。该系统的功能主要包括阳离子转运、DNA和RNA合成、光合电子传递、碳固定和代谢。总之，CO₂梯度驯化是一种经济有效的方法，用于产生可有效固定燃煤烟道气体CO₂的微藻突变株。

原文及链接：CO2 gradient domestication produces gene mutation centered on cellular light response for efficient growth of microalgae in 15% CO2 from flue gas. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131968