海洋微藻在利用碳酸盐离子溶液处理烟道气CO2中的耐受机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31200093
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0106.微生物与环境互作
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

The core regulatory mechanism of algae absorbing carbon dioxide was CO2 concentrating mechanism ( CCM ), most studies were focusing on single component function of CCM during algae absorbing inorganic carbon. There were no reports on mechanism of algae tolerating high NaHCO3 which was converted from Na2CO3 using CO2 of flue gas. We acquired high-tolerant bicarbonate marine algae through screening seawater samples, then investigated the response changes of the key component of inorganic carbon transport pathways in CCM during tolerating high bicarbonate from the transporter protein expression, carbonic anhydrase expression and enzyme activity levels, and enzyme gene differences, to understand in-depth the marine inorganic carbon transport mechanism. Afer that the inorganic carbon utilization efficiency were evaluated using 14C isotope tracer techniques, algae metabolite were extracted using Sequential Subcritical Hydrothermal Extraction (SSHTE) Technology and identified the high-value products combined with gas chromatography - mass spectrometry (GC/MS), the optimal conditions coupling the growth rate, the carbon use efficiency and high additional value product contents were explored, finally it provided theoretical principle for existing algae genetic engineering and more economical effective ways of capturing and using of the greenhouse gas to realize the harmonious of human, environment, resource.
微藻吸收二氧化碳的核心调控机制是碳浓缩机制(CCM),在微藻吸收无机碳过程中大部分研究集中在CCM 机制单组分的功能和机理方面,目前没有关于海水藻通过Na2CO3 吸收利用烟道气中CO2 转化为高浓度NaHCO3 离子溶液耐受机理的报道,我们通过筛选获得耐受高浓度碳酸氢钠离子溶液的海水藻,对其无机碳转运途径中的关键组分分别从转运蛋白表达量、碳酸酐酶表达量和酶活水平、及酶的基因差异上揭示海藻耐受高浓度碳酸氢钠过程中CCM 组分响应变化规律,深入理解海水藻无机碳转运的调控机制;采用14C 同位素示踪技术对其碳的利用效率进行评价,利用次临界热解萃取(SSHT)海藻合成物,结合气相色谱- 质谱鉴定高附加值产品,探索生长速率、碳利用效率和高附加值产品含量三者耦合的最优条件;为基因工程改造现有藻种提供理论基础,为捕获和利用温室效应气体提供更加经济有效的途径,实现人类、环境、资源的和谐统一。

结项摘要

微藻吸收二氧化碳的核心调控机制是碳浓缩机制(CCM),目前没有关于海水藻通过Na2CO3吸收利用烟道气中CO2转化为高浓度NaHCO3离子溶液耐受机理的报道,我们通过筛选获得一株耐受高浓度碳酸氢钠离子溶液的海水藻HTBS,经鉴定与杜氏盐藻较为相近。HTBS具有较强的温度适应性(7 – 30 °C),能够在含有30% CO2或者70 g L−1 NaHCO3的培养基中生长,在添加25g·L−1NaHCO3的培养基中快速生长。对其无机碳转运途径中的关键组分分别从转运蛋白表达量、碳酸酐酶表达量和酶活水平、及酶的基因差异上揭示海藻耐受高浓度碳酸氢钠过程中CCM组分响应变化规律,经过免疫印迹研究碳酸氢钠处理条件下HTBS藻株和非耐受碳酸氢钠藻株微拟球藻α-CAs表达,结合碳酸酐酶专一抑制剂AZ和EZ确认α-CAs定位,表明CAH1和CAH2是HTBS耐受高HCO3-的必要酶蛋白。利用iTRAQ技术对NaHCO3胁迫和正常生长细胞的差异表达蛋白检测,经蛋白组学分析共得到196个差异表达蛋白,其中上调84个,下调112个,经过Gene Ontology和KEGG pathway分析,差异蛋白主要富集在能量代谢与离子运输过程。通过以上分析深入理解了海水藻无机碳转运的调控机制,为基因工程改造现有藻种提供理论基础,为捕获和利用温室效应气体提供更加经济有效的途径。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Isolation and Characterization of a Marine Microalga for Biofuel Production with Astaxanthin as a Co-Product
用于以虾青素为副产品生产生物燃料的海洋微藻的分离和表征
  • DOI:
    10.3390/en6062759
  • 发表时间:
    2013-06-01
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Liu, Zhiyong;Liu, Chenfeng;Chen, Fangjian
  • 通讯作者:
    Chen, Fangjian
Ethanol induced astaxanthin accumulation and transcriptional expression of carotenogenic genes in Haematococcus pluvialis
乙醇诱导雨生红球藻虾青素积累和胡萝卜素基因转录表达
  • DOI:
    10.1016/j.enzmictec.2015.06.010
  • 发表时间:
    2015-10-01
  • 期刊:
    ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wen, Zewen;Liu, Zhiyong;Chen, Fangjian
  • 通讯作者:
    Chen, Fangjian

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其他文献

其他文献

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陈方见的其他基金

基于碳-能平衡调控提高微藻养殖密度的机制研究
  • 批准号:
    31570047
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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