建筑环境通过发射碳的建筑材料和建筑工艺有助于全球二氧化碳排放。在传统的施工方法中实现碳中性结构是不可行的,但在三十年前提出了基于微生物的施工过程,以减少二氧化碳的排放。随着时间的流逝,有关缩放,可预测性的问题以及微生物生长和生物量产生的适用性出现了,仍然需要解决以允许制造。在这种意见中,我们将讨论不“成长建筑物”本身可以实现的目标,而是要“成长环保的生物污染物”。,迄今已通过遗传性可操纵的微生物形成,提供了选择的选择,以增强这些途径对合成生物学和生物综合性的适用性。 这些过程也可以与产生水泥生产生物的其他有益特性相结合,例如抗菌特性和光合作用的碳固定。 因此,虽然我们还不能“种植建筑物”,但我们可以为建筑行业发展和设计生物处理。,迄今已通过遗传性可操纵的微生物形成,提供了选择的选择,以增强这些途径对合成生物学和生物综合性的适用性。这些过程也可以与产生水泥生产生物的其他有益特性相结合,例如抗菌特性和光合作用的碳固定。因此,虽然我们还不能“种植建筑物”,但我们可以为建筑行业发展和设计生物处理。
会议概述和描述合成生物学通过采用标准化和模块化等编程概念、设计自然界中可能不存在的途径和产品以及重写生物合成途径,扩展了基因工程工具箱。自分子生物学问世以来,藻类和植物工程方法的研究取得了迅速发展。它通过生物合成经济上可行的药物和生物能源分子,为全球生物经济做出了巨大贡献。本次 ICGEB 研讨会将汇集合成生物学领域的领导者,将他们的专业知识传递给下一代。该计划将重点介绍如何利用创新的合成生物学方法利用光合生物进行生物能源和药物分子的生物合成。会议将推广用于生物能源的合成生物学尖端工具。它将为从行业角度讨论合成生物学工程打开平台。将为研究生、博士后和相关科学家提供独特的机会,以展示和交流新的数据和想法,并促进初级和高级研究人员之间的互动。简短的演讲将从当地教学人员中选出。会议的学院氛围、深入的讨论环节和非正式聚会可为跨学科交流提供一个独特的论坛,并建立关系以开展和完成未来的合作研究。本次会议的重点是合成生物学工具的基本理解和学习,专门用于探索光合生物中产生生物能源和药物分子的生物合成途径。研讨会将涵盖组织、基因组编辑、RNAi、生物合成途径的调控和调节、代谢物运输和储存以及与增值产品相关的植物新兴技术以及通过重新连接光合生物中的碳浓缩机制 (CCM) 来减轻大气中过量的二氧化碳。研讨会将持续八天,包括大约 12 场与实践培训相关的专业讲座,预计将有 30 名参与者;15 名来自 ICGEB 成员国,15 名来自印度,具有学术和工业研究背景。每个会议的主要会议和主题将采用以下暂定格式。
光合作用本质上是一个至关重要且普遍存在的复杂物理过程,在某些生物(例如植物和细菌)中,太阳的辐射覆盖了,并转化为生存所需的必要碳水化合物[29,35]。从物理和化学的角度来看,这是一个复杂的过程,它通过几个阶段进行,涉及几种物理现象,即光吸收,能量传输,电荷分离,光磷酸化和二氧化碳固定[17]。在过去的40年中,人们对这种现象的理解取得了很大进步,随着许多光合型复合物的结构的物理表征[7,12,48]。对此类过程的理解将允许能源领域的许多潜在的巨大影响工业突破,从太阳能电池板的能量捕获[32]的巨大效率提高到人工轻降水设备的构建[32]。光合作用始于光子的吸收。它通过激发色素分子而发生,该分子充当蛋白质分子与光合作用仪相连的轻度收获天线。Photosynthetic色素 - 蛋白质复合物以分子电子激发的形式将吸收的阳光能量转移到反应中心,在那里电荷分离引发了一系列的生化过程[35]。这项工作集中在光合作用的第一个阶段,更确切地说,吸收的辐射从天线传输到反应中心,该中心以所谓的激子能量转移(EET)的形式进行,如图1所示。
摘要 蓝藻是一种光合生物,在碳循环中发挥重要作用,是很有前途的生物生产底盘。在这里,我们从独特的海洋环境中分离出两种具有 4.6Mbp 基因组的新型蓝藻,UTEX 3221 和 UTEX 3222,这些蓝藻的 CO₂ 自然升高。我们描述了这两种分离物的完整基因组序列,并重点研究了 UTEX 3222(因为它在液体中浮游生长),描述了与生物技术相关的生长和生物量特性。UTEX 3222 在固体培养基上超过了其他快速生长的模型菌株。它可以在液体培养基中每 2.35 小时翻一番,并在批量培养中生长到高密度(>31 g/L 生物量干重),几乎是最近报道的高密度生长的 Synechococcus sp. PCC 11901 的两倍。此外,UTEX 3222 易于下沉,比其他快速生长的菌株沉降速度更快,这表明收获 UTEX 3222 生物质具有良好的经济效益。这些特性可能使 UTEX 3222 成为海洋二氧化碳去除 (CDR) 和 CO₂ 光合生物生产的有力选择。总体而言,我们发现在自然 CO₂ 升高的环境中进行生物勘探可能会发现具有独特特征的新型 CO₂ 代谢生物。
具有C 4光合作用途径的植物通常对气候变化的反应与更常见的C 3型植物不同,因为它们的独特解剖学和生化特征。这些不同的反应有望驱动全球C 4和C 3植被分布的变化。但是,当前的C 4植被分布模型可能无法预测此反应,因为它们不会捕获多个相互作用的因素,并且通常缺乏观察性约束。在这里,我们使用了植物光合途径,卫星遥感和光合最佳理论的全球观察结果,以产生观察到的观测约束的C 4植被的全局图。我们发现,全球C 4植被覆盖范围从2001年至2019年的17.7%降低到土地表面的17.1%。这是由于CO 2升高C 3型光合作用而升高C 4天然草覆盖的净结果,C 4作物覆盖物的增加,主要来自玉米(玉米)膨胀。使用紧急约束方法,我们估计C 4植被占全球生物合成碳同化的19.5%,这是以前估计范围内的值(18-23%),但高于动态全球植被模型的整体含量(14±13%;平均值±一个标准偏差)。我们的研究对C 4植物在当代全球碳周期中的关键作用和低估的作用提供了见解。
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3. EM 代表有效微生物。是指从自然界中发现的对农作物生产有效的微生物中,选择乳酸菌、酵母菌、放线菌、光合细菌等10个属80余种微生物,经过组合而制成的培养液。它是多种微生物在土壤中共存、繁衍、共同产生协同效应的系统。 “EM Bokashi”由米糠、糖蜜、稻壳和活性液混合而成,然后储存并陈化两周以上。
扩张蛋白是与植物生长和胁迫反应有关的细胞壁修饰蛋白。在这项研究中,我们探索了拟南芥芽中扩张蛋白的差异定位,重点是Expa1,Expa10,Expa14和Expa15,利用PEXPA :: Expa Transce Fransicational Fusion Lines。采用化学诱导系统POP6/LHGR进行EXPA1过表达和高通量自动表型,我们评估了压力条件下的干旱反应和光合效率。我们观察到了扩张蛋白的不同表达模式,Expa1主要位于气孔后卫细胞中,而Expa10和Expa15在表皮和其他组织中显示出强细胞壁(CW)定位。Expa1的过表达导致与CW相关基因表达的明显变化,尤其是在诱导早期,包括其他扩张蛋白和CW-修饰酶的上调。诱导的Expa1线还显示出芽的显着形态变化,包括较小的植物尺寸,延迟的衰老和血管组织的结构改变。此外,Expa1过表达赋予了干旱耐受性,这是通过增强的光合效率(F V /F M)和低稳态的非光化化学淬灭(NPQ)值在干旱应力下证明的。这些发现突出了Expa1在调节植物生长,发育和压力反应中的关键作用,并在提高农作物中的干旱耐受性方面的潜在应用。
在光合作用过程中,气体二氧化碳与水和太阳能相互作用形成固体碳水化合物 [1]。碳水化合物的合成是将太阳能储存为“食物”的分子机制。[2]。光合作用是促进植物生长发育的基本生物过程之一。作为重要的能量来源和发育的基础,产生的葡萄糖使植物能够产生蛋白质、脂质和核酸以及其他关键大分子。此外,光合作用的副产物氧气对大多数物种的呼吸至关重要。直接影响植物生长和生产的环境因素,包括温度、光照强度、二氧化碳含量和水资源利用率,都会影响光合作用效率。认识机制了解光合作用及其对植物发育的影响对于改进耕作方法、最大限度提高作物产量以及解决与粮食安全和气候变化有关的问题至关重要。本摘要概述了光合作用在植物生长中的重要性及其对生态系统和人类社会的更广泛影响。由于光合作用使植物能够将光能转化为化学能,因此对植物的生长至关重要。在此过程中,叶绿素吸收阳光,将水和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖。植物细胞利用它们产生的葡萄糖作为主要能量来源和构建块,促进生长和必需物质的制造。光、温度和二氧化碳水平等环境因素会影响光合作用,进而影响植物的产量。了解光合作用对于改进耕作方法、提高作物产量以及应对气候变化和粮食安全问题至关重要。所有植物都需要从光合作用过程中产生的碳水化合物中获取能量来生长和维持 [3]。为了使植物的休眠芽和地下部分从生长季节结束到春季返青期间保持活力,秋天碳水化合物会被储存在冠、匍匐茎或根茎中 [4]。阳光很容易获取能量,我们呼吸的空气中也一直存在二氧化碳 [5]。当气温适合植物生长时,土壤水分是光合作用的限制因素。碳水化合物是所有活植物细胞生存和运作所必需的;尽管如此,光合作用只有在具有叶绿素的细胞中并在有阳光的情况下才能进行 [6]。从绿叶或其他来源(树干)转移的碳水化合物是那些不直接参与光合作用的植物细胞的唯一能量来源 [7]。库是接收组织。干旱期间,土壤中可获取的水量会减少 [8]。