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碳能助藻类生产更多石油

来源:科技日报
摘要:据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在推翻了两个惯用藻类生产石油的做法后,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。该论文指出了采取新的途径可将光合绿藻转变成微小“绿色工厂”,生产作为替代燃料的原料。论文的第一作者、生物学家徐长城(音译)说:“我们之所以对藻......

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    据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在推翻了两个惯用藻类生产石油的做法后,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。该研究结果发表在近期《植物和细胞生理学》杂志在线版上。该论文指出了采取新的途径可将光合绿藻转变成微小“绿色工厂”,生产作为替代燃料的原料。

    论文的第一作者、生物学家徐长城(音译)说:“我们之所以对藻类感兴趣,是因为它们成长很快,而且可以有效地把二氧化碳转换成碳链分子,如淀粉和油,特别是藻油可作为理想的生物柴油和其他可再生燃料的理想原料。”

    但是把微小的藻类变成石油生产工厂还有些问题。一个问题是,极小的微生物需要二氧化碳进行光合作用时,会优先将碳转换成淀粉而不是油。研究人员说,通常情况下,藻类产生很少的油。

    另一个问题是,科学家并不了解在藻类中产生石油的生物化学细节。该研究论文合著者、对植物油生产进行广泛研究的生化学家约翰·尚克林说,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。

    尚克林说:“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。”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,微生物不仅不断生长,而且还产出石油。

    研究人员说,这就推翻了先前提出藻类的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。

    在植物中,直接参与石油的生物合成途径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,而是回溯于中心代谢。研究人员指出,这与人体的新陈代谢有些相同。人多吃富含碳的碳水化合物,推动自身的新陈代谢,增加油(脂)生产和储存。奇怪的是,我们在某些方面比高等植物更像藻类。(华凌)

作者: 2012-8-4
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