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World File Search System光合
基于合成生物学改造蓝细菌的光合碳固定
[4] Gibson B, Wilson DJ, Feil E 等人。野生环境中细菌倍增时间的分布。Proc Biol Sci, 2018, 285: 20180789 [5] Yu J, Liberton M, Cliften PF 等人。Synechococcus elongatus UTEX 2973，一种利用光和二氧化碳进行生物合成的快速生长蓝藻底盘。Sci Rep, 2015, 5: 8132 [6] Paddon CJ, Westfall PJ, Pitera DJ 等人。强效抗疟药青蒿素的高水平半合成生产。Nature, 2013, 496: 528-32 [7] Lin MT, Occhialini A, Andralojc PJ 等人。一种更快的 Rubisco，具有提高作物光合作用的潜力。 Nature, 2014, 513: 547-50 [8] Bailey-Serres J, Parker JE, Ainsworth EA 等. 提高作物产量的遗传策略。Nature, 2019, 575: 109-18 [9] Gleizer S, Ben-Nissan R, Bar-On YM 等. 转化大肠杆菌从二氧化碳生成所有生物质碳。Cell, 2019, 179: 1255-63 [10] Chen FYH, Jung HW, Tsuei CY 等. 将大肠杆菌转化为仅靠甲醇生长的合成甲基营养菌。Cell, 2020, 182: 933-46 [11] Kaneko T, Sato S, Kotani H 等.单细胞蓝藻Synechocystis sp. 菌株 PCC6803 的基因组序列分析。II. 整个基因组的序列测定和潜在蛋白质编码区的分配。DNA Res，1996，3：109 [12] van Alphen P、Najafabadi HA、dos Santos FB 等人。通过确定其培养的局限性来提高 Synechocystis sp. PCC 6803 的光自养生长率。Biotechnol J，2018，13：e1700764 [13] Sheng J、Kim HW、Badalamenti JP 等人。温度变化对台式光生物反应器中 Synechocystis sp PCC6803 的生长率和脂质特性的影响。 Bioresour Technol, 2011, 102: 11218-25 [14] 张胜山, 郑胜南, 孙建华, 等. 通过便捷引入 AtpA-C252F 突变快速提高蓝藻细胞工厂的高光和高温耐受性。Front Microbiol, 2021, 12: 647164 [15] Ungerer J, Lin PC, Chen HY, 等. 调整光系统化学计量和电子转移蛋白是蓝藻 Synechococcus elongatus UTEX 2973 快速生长的关键。Mbio, 2018, 9: e02327-17 [16] Wlodarczyk A, Selao TT, Norling B, 等. 新发现的 Synechococcus sp. PCC 11901 是一种可高产生物量的强健蓝藻菌株。Commun Biol, 2020, 3: 215 [17] Jaiswal D, Sengupta A, Sohoni S 等人。从印度分离的一种强健、快速生长且可自然转化的蓝藻 Synechococcus elongatus PCC 11801 的基因组特征和生化特性。Sci Rep, 2018, 8: 16632 [18] Jaiswal D, Sengupta A, Sengupta S 等人。一种新型蓝藻 Synechococcus elongatus PCC 11802 与其邻居 PCC 11801 相比具有不同的基因组和代谢组学特征。Sci Rep, 2020, 10:
叶绿体中的工程rubisco凝结以操纵植物光合作用
太阳陈1,2,3，玛塔·霍卡4，菲利普·戴维5，Yaqi Sun 2，Fei Zhou 3，Tracy Lawson 5，Peter J. Nixon 4，Yongjun Lin 3，lu-niw Liu 2,6 * 1 Guangdong guangdong guangdong guangdong省级利用和药物保存和北部北部的省级北部。 512000，中国2分子与综合生物学研究所，利物浦大学，利物浦大学，利物浦L69 7ZB，英国3号国家遗传改善的国家主要实验室和国家植物基因研究中心，瓦兹胡农农业大学，武汉，瓦汉430070，430070，430070 2AZ，英国5日生命科学学院，埃塞克斯大学，科尔切斯特CO4 4SQ，英国6海洋生命科学学院和中国海洋深海洋多球和地球系统的边境科学中心，中国海洋大学266003，中国 *通讯 *通信：luning.luning.luiu@luning@liverpool.ac.ac.ac.uk（l.-n.-n.l.-n.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l>摘要尽管Rubisco是全球最丰富的酶，但由于其营业率低和区分CO 2和O 2的能力有限，碳固定效率低下，尤其是在高O 2条件下。为了解决这些局限性，包括蓝细菌和藻类在内的浮游植物已经进化了CO 2浓缩机制（CCM），这些机制涉及在特定结构内将Rubisco划分的rubisco，例如在藻类或藻类中的cyanobacteria或Pyrenacoids中的羧基助理。工程植物的叶绿体建立了类似的结构来分隔Rubisco，这引起了人们对改善作物植物中光合作用和碳同化的兴趣。在这里，我们提出了一种方法，可以通过遗传融合的超纤维纤维构成超级纤维绿色荧光蛋白（SFGFP）在烟草中有效地诱导内源性rubisco的凝结（Nicotiana tabacum）叶绿体。通过利用SFGFP的固有寡聚特征，我们成功地创建了类似pyrenoid的Rubisco冷凝物，这些冷凝物在叶绿体中显示动态的，类似液体的特性，而不会影响Rubisco组装和催化功能。转基因烟草植物与野生型植物相比表现出可比的自养生长速率和环境空气中的完整生命周期。我们的研究提供了一种有希望的策略，可以通过相分离调节植物叶绿体中的内源性Rubisco组装和空间组织，这为生成合成细胞器样结构的基础为碳固定的碳固定结构（例如羧化合物和吡啶样），以优化光合效率。关键字：Rubisco;碳固定；光合作用；叶绿体工程；相位分离；蛋白质冷凝；植物生物技术
气候变化诱导波罗的海沿海地表水微生物压力和光合作用基因表达
世界上的海洋受到气候变化的挑战，这些变暖与通常人口稠密的沿海地区特别容易受到这些影响的影响。许多关于海洋环境的气候变化的研究都使用大型的短期温度操纵，忽略了诸如长期适应和季节性周期之类的因素。在这项研究中，自1970年代以来，波罗的海“加热”海湾受核反应堆的影响（与附近未受影响的“控制”海湾有关）来研究温度升高如何影响地表水微生物群落和活动。16S rRNA基因扩增子基于微生物的多样性和种群结构在地表水微生物群落中的α多样性没有差异，而β多样性在海湾之间显示出不同的差异。放大测序变体的托架之间的相对丰度在统计学上的值分别在统计学上更高的值，例如，在加热和控制海湾中，iLumatobacteraceae和Burkholderiaceae分别显示出较高的值。RNA转录衍生的活动遵循Alpha和Beta多样性的类似模式，对Shannon的H多样性没有影响，但海湾之间的Beta多样性有显着差异。RNA数据进一步显示，在加热湾中分配了更高的转录本计数，其中包括热休克蛋白基因DNAKJ，co-Chaperonin gros和核苷酸交换因子热休克蛋白GRPE。RNA数据还显示，与对照（例如ATPAEFB）湾相比，加热的氧化磷酸化转录物升高（例如ATPHG）。此外，与光合作用有关的基因在控制湾中通常具有较高的转录本，例如光系统I（PSAAC）和II基因（PSBABCEH）。在加热湾中增加的压力基因反应可能会对海洋碳循环和生态系统服务产生额外的级联作用。
光合作用和全球碳循环
光合作用是一种基本的生物学过程，是地球生命的基石，维持地球的生态系统并在全球碳循环中起关键作用。这种复杂的过程主要发生在植物，藻类和某些细菌中，将阳光转化为化学能，从二氧化碳和水中产生氧气和有机化合物。由浮游植物驱动的生物碳泵将碳从海面传输到更深的水域。当浮游植物死亡时，它们的有机物会沉入海底，有效地隔离了碳。这种自然机制强调了保护海洋生态系统并解决海洋酸化的重要性，这威胁了浮游植物种群。光合作用与全球碳循环之间的关系不仅对维持生命的维持至关重要，而且对于调节地球的气候和大气组成也至关重要（Alonso-Blanco等，2000）。
海洋光合作用和全球变暖缓解
海洋光合作用有助于通过允许海洋植物和藻类从大气中吸收二氧化碳（CO 2）来减轻全球变暖。这些生物使用光合作用将阳光，水和Co 2转化为有机分子，从而释放氧作为副产品。这种机制隔离了大量的碳，将其存储在生物质和沉积物中，尤其是在红树林，海草和盐沼等“蓝色碳”栖息地中。此外，微观浮游植物在海洋表面层中进行大规模光合作用，从而显着助长了这一努力。保护和恢复海洋栖息地对于改善碳封存和防止气候变化至关重要。
通过 450 nm 强连续激光合成碳点
木炭的成分取决于许多因素，例如制备方法、燃烧的木材类型、水含量、氧和其他物质的功能团、地理区域、温度等。成分也可能因不同的制备方法而改变，制备方法可能使用不同的温度、氧气浓度或其他气体、处理时间、环境湿度和其他因素。木炭是一种绿色材料，含有不同量的氢和氧以及灰分和其他杂质，这些杂质与结构一起决定了它们的最终性质。木炭的大致成分可以从文献中获取，文献报告了以下以平均浓度的重量百分比表示的值 [12,13]：C = 66.9%：H = 4.4%；O = 7.6%；N = 1.3%；S = 1.1%；水分 = 7.2%；灰分 = 11.5%； Cl = 0.1%。
红色珊瑚藻类的钙化和光合作用之间有效的碳回收
红色珊瑚藻在整个沿海海洋中创造出丰富的，巨大的礁石生态系统，并提供了大量的生态系统服务提供，但是我们对它们的基本生理学的理解缺乏。尤其是，产生碳和碳序列过程之间的平衡和联系仍然受到限制，这对了解它们在碳固存和存储中的作用具有重要意义。使用双放射性同位素跟踪，我们提供了在红色珊瑚藻（Red Coralline Alga Boreolithamnion Soriferum）（以前是Lithothamnion Soriferum）中的光合作用（需要CO 2）和钙化（需要CO 2）之间耦合的证据。通过光合作用将39±14％纳入了有机物。只有38±2％的隔离HCO 3-转化为CO 2，其中几乎40％的内部回收为光合基质，将碳的净释放降低至总吸收量的23±3％。钙化速率在很大程度上取决于光合底物的产生，从而支持光合增强的钙化。此处报道的有效的碳复合生理学表明，钙化藻类可能对海洋CO 2的释放贡献不如当前假设的贡献太大，从而支持其在蓝色碳核算中的作用。
中央转录调节器控制光合生长和碳存储，以响应高光
碳捕获和生化存储是光合产量和生产力的主要驱动因素。为了阐明控制碳分配的机制，我们使用微藻作为简化的植物模型设计了一种光合光响应测试系统，用于遗传和代谢碳同化跟踪。在相同的picochlorum celeri物种的两个变体中，TG1和TG2阐明了代谢瓶颈部的两个变体之间的高光响应性光生理学和碳利用动力学的系统生物学映射，并使用机构13 C-Elfooxomics进行了中间体的传输速率。同时全局基因表达动力学显示，有73％的注释基因在一小时内响应，阐明了与植物中CCA1/LHY时钟基因密切相关的单数，二元响应的转录因子，TG2中表达有显着变化。表达TG2 CCA1/LHY基因的转基因P. celeri TG1细胞显示出15％的生长速率和25％的储存碳水化合物含量增加，从而支持单个转录因子的协调调节功能。
改善光合作用以提高作物产量的前景
1 阿姆斯特丹自由大学理学院物理与天文系，荷兰阿姆斯特丹 1081 HV 2 兰卡斯特大学兰卡斯特环境中心，英国兰卡斯特 LA1 3SX 3 伊利诺伊大学植物生物学系 Carl R. Woese 基因组生物学研究所，美国伊利诺伊州厄巴纳 61801 4 莫纳什大学理学院生物科学学院，澳大利亚维多利亚州墨尔本 3800 5 瓦赫宁根大学生物物理实验室，荷兰瓦赫宁根 6708 WE 6 埃塞克斯大学生命科学学院，英国埃塞克斯 CO4 3SQ 7 爱丁堡大学生物科学学院、分子植物科学研究所，英国爱丁堡 EH9 3BF 8 爱丁堡大学生物科学学院工程生物学中心，英国爱丁堡 EH9 3BF 9 系加州大学植物与微生物生物学系，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国 10 加州大学霍华德休斯医学研究所，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国 11 加州大学创新基因组学研究所，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国 12 劳伦斯伯克利国家实验室分子生物物理和综合生物成像部，伯克利，加利福尼亚州 94720，美国 13 米兰大学生物科学系，意大利米兰 20133 14 海因里希海涅大学植物生物化学研究所，植物科学卓越集群 (CEPLAS)，杜塞尔多夫 40225，德国 15 中国科学院碳捕获重点实验室，分子植物科学卓越中心，上海 200032，中国 *通讯作者：r.croce@vu.nl † 作者按字母顺序列出（以除了主要作者/协调编辑之外）。根据作者须知 ( https://academic.oup.com/plcell ) 中所述的政策，负责分发与本文所述研究结果相关的材料的作者是：Roberta Croce ( r.croce@vu.nl )。
第1章光合微生物产生...
Porto 7抽象的生物聚合物具有巨大的适用性，除了与化石能源相比，还具有可生物降解的来源和相对较短的寿命。其中一些生物聚合物是多羟基烷酸酯（PHAS），这是一类具有形成塑料膜的聚合物，类似于石化塑料。几项研究表明，微藻/蓝细菌是光合微生物的类型，可用于以较低的成本获取PHA，因为它们对生长的营养需求最少，并且自然是光自养生的，这意味着它们使用光和CO 2作为主要能源。此外，微藻具有高生产率的潜力，对环境条件的变化具有耐受性，并且可以在不适合农业的地区种植。这些光合微生物产生的这些PHA塑料膜可以是构建具有抗菌特性的功能性膜的替代方法，该膜与精油（著名的活性包装，包装行业的未来）一起融合在一起。这项工作展示了这些生物聚合物在包装行业中的生产，提取，生物合成和应用观点，例如与精油合并的薄膜。关键词：微藻，蓝细菌，生物塑料，生物聚合物，多羟基烷烃，精油。