建筑物和古迹通常是由微生物殖民的,这些微生物可能导致色彩变化以及美学和物理化学的损害。这种生物殖民化取决于材料和环境。为了更好地理解和将建筑物表面的微生物发育与气象参数相关联,已经使用在两个时期的巴黎地区私人居住区的壁上的原位仪器来测量绿色藻类和蓝细菌的浓度:春季和秋季冬季。还选择了不同的位置来评估位置(地平线或垂直)和情况(阴影与阳光微气候)的影响。结果表明,微生物的发展迅速响应降雨事件,但随着温度较低,相对湿度(RH)较高,冬季的反应更加强烈。蓝细菌对这种季节作用不太敏感,因为它们比绿藻更耐药性。基于所有数据,已经制定了不同的剂量反应函数,以将RH,雨水和温度与绿藻浓度相关联。通过特定的拟合参数来考虑微气候的影响。这种方法必须扩展到新的广告系列测量结果,但对于预测气候变化的影响可能非常有用。
Photosynthex Corporation 提出了一个为期三年的项目,以展示、量化和优化微藻的培养,用于可持续航空燃料 (SAF)、生物塑料和 omega-3 脂肪酸。该项目将以 PI 在德克萨斯州帝国市 12 年以上的大规模藻类养殖经验为基础。该地点因其咸水地下水、有利的气候和现有的基础设施而具有优势。项目的主要目标包括优化藻类培养和收获方法,以最大限度地提高生物质产量并最大限度地降低成本。这涉及开发一种耐盐的 Nannochloropsis oceanica 菌株以提高水循环效率,并探索替代的二氧化碳输送方法,包括与未来潜在的直接空气捕获技术相关的方法。此外,该项目旨在评估和改进作物保护策略,例如使用臭氧,并通过精确监测和补充氮、磷和铁来优化养分利用。将研究现场生物质加工方法,例如喷雾干燥,以降低运输成本。实施精准农业技术,包括无人机和遥感技术,将提高大规模种植效率。最后,将进行技术经济分析 (TEA) 和生命周期评估 (LCA),以评估该项目的可行性和环境影响。该项目利用多个商业合作伙伴的专业知识,他们将把该项目生产的所有生物质转化为商业产品。该计划旨在为大规模藻类种植生成数据和最佳实践,可与其他种植者共享。该项目还将有助于发展一个区域中心,以支持西德克萨斯州藻类产业的发展。
Ranowangko II海滩以其美丽的海滩而闻名,是包括Caulerpa Racemosa和Sargassum Polycystum在内的大型藻类的自然栖息地。尽管具有很大的潜力和丰富性,但有关两种类型藻类的营养含量的信息,尤其是在Ranowangko II海滩地区,仍然有限。这项研究旨在确定绿藻含量的营养含量(水含量,灰分,蛋白质,脂质,粗纤维,碳水化合物))在Ranowangko II海滩的绿藻caulerpa racemosa和棕色藻类sargassum polycystum。所使用的研究类型是描述性定量的,以确定实验室中近距离分析测试的两种类型的藻类的近端营养含量。基于研究结果,所测试的两种类型的藻类的营养含量有所不同。绿藻caulerpa racemosa的水分含量为71.29%,灰分含量为6.90%,蛋白质为2.78%,脂肪含量为1.34%,粗纤维为3.53%,碳水化合物为17.69%。棕色藻类多囊的水含量为83.23%,灰分为1.82%,蛋白质为9.93%,脂肪为1.72%,粗纤维为11.18%,碳水化合物为3.30%。进行这项研究后获得的结论是Caulerpa racemosa(绿藻)和Sargassum polycystum(棕色藻类)具有不同的营养含量。版权所有©2024对作者
摘要 颗石藻是现代海洋中最丰富的钙化生物,是许多海洋生态系统中重要的初级生产者。它们产生碳酸钙板(颗石藻)细胞覆盖层的能力在海洋生物地球化学和全球碳循环中发挥着重要作用。颗石藻还通过产生影响气候的气体二甲基硫醚在硫循环中发挥着重要作用。颗石藻研究的主要模式生物是 Emiliania huxleyi,现名为 Gephyrocapsa huxleyi。G. huxleyi 分布广泛,占据全球沿海和海洋环境,是现代海洋中最丰富的颗石藻。对 G. huxleyi 的研究已经确定了颗石藻生物学的许多方面,从细胞生物学到生态相互作用。从这个角度来看,我们总结了使用 G. huxleyi 取得的关键进展,并研究了这种模式生物的新兴研究工具。我们讨论了研究界需要采取的关键步骤,以推动 G. huxleyi 作为模式生物的发展,以及其他物种作为颗石藻生物学特定方面模型的适用性。
摘要:藻类大规模培养系统崩溃导致藻类产量下降,这对经济地生产微藻基生物燃料构成了重大障碍。目前的崩溃预防策略成本过高,无法广泛用作预防措施。细菌在微藻大规模生产培养中无处不在,但很少有研究调查它们在这种特殊环境中的作用和可能的意义。之前,我们证明了选定的保护性细菌群落成功拯救了 Microchloropsis salina 培养物免受轮虫 Brachionus plicatilis 的啃食。在当前的研究中,这些保护性细菌群落进一步通过分为轮虫相关、藻类相关和自由漂浮的细菌部分来表征。小亚基核糖体 RNA 扩增子测序用于识别每个部分中存在的细菌属。在这里,我们表明,轮虫感染培养物中的藻类和轮虫部分中的 Marinobacter 、 Ruegeria 和 Boseongicola 可能在保护藻类免受轮虫侵害方面发挥关键作用。其他几种已鉴定的分类群可能在保护能力方面发挥较小的作用。鉴定出具有保护特性的细菌群落成员将有助于合理设计在大规模培养系统中与藻类生产菌株稳定共培养的微生物群落。这样的系统将减少培养崩溃的频率,并代表一种基本上零成本的藻类作物保护形式。
甲藻的质体在色素沉着和进化背景上都多种多样。甲藻中发现的一种质体类型含有叶绿素 a 和 b (Chl a + b ),源自一小群绿藻类(Pedinophyceae)的内共生体。含有 Chl a + b 的质体已在三种远亲甲藻 Lepidodinium spp.、菌株 MGD 和菌株 TGD 中发现,并被认为源自甲藻(宿主)和藻绿藻(内共生体)之间的独立伙伴关系。在本研究之前,只有 L. chlorophorum 的质体基因组序列可用,据报道它具有在排藻绿藻 Pedinomonas minor 中未发现的特征,Pedinomonas minor 被认为是产生当前含 Chl a + b 质体的内共生体的近亲。在本研究中,我们对菌株 MGD 和 TGD 的质体基因组进行了测序,以与 L. chlorophorum 以及排藻绿藻的基因组进行比较。相应质体基因组上的 RNA 测序读数映射鉴定了三种甲藻中质体基因转录本上的 RNA 编辑。此外,比较质体基因组学显示,三种甲藻的质体基因组同时实现了几个特征,这些特征在迄今为止确定的排藻质体基因组中没有发现或不明显得多。
许多食品是微生物生物转化的产物。工业微生物学家可能参与生产用于发酵的浓缩微生物接种物或维护生产设施中使用的发酵系统。他们还可能参与识别所涉及的生物、通过遗传手段改进这些微生物催化剂以及维护专有培养物收藏。微生物产品也可用作食品调味剂和防腐剂。有机酸(如柠檬酸、苹果酸和抗坏血酸)和味精是食品中常用的微生物产品。微生物本身可能是食物。蘑菇、松露和一些红藻和绿藻可直接食用。酵母用于人类和动物的食品补充剂。
陆生植物的陆地定植涉及对环境压力(如脱水)的适应。虽然陆生植物进化过程中气孔和脱落酸 (ABA) 途径的创新已被充分研究,但尚不清楚绿藻和种子植物如何利用不依赖 ABA 的应激反应策略。我们发现,拟南芥植物的高渗应激会迅速且短暂地诱导 Thr349 处关键二聚体间界面处的 α-微管蛋白磷酸化。磷酸化的微管蛋白不会被整合到微管聚合物中,从而有效诱导现有微管的解体。负责该过程的植物特异性微管蛋白激酶 Propyzamide Hypersensitive 1 (PHS1) 通常被并置的磷酸酶结构域及其类似于激酶相互作用基序 (KIM) 的 N 端区域提供的磷酸酶活性灭活,但在高渗和盐度应激下会立即激活。磷酸酶失活的 PHS1 突变体具有组成活性,并在植物体内诱导剧烈的微管解聚。AlphaFold 的体外酶测定和蛋白质结构预测表明激酶调节有两种不同的机制:N 端延伸中的 KIM 促进 N 端折叠到激酶结构域上,从而物理阻断底物(微管蛋白)的可及性,而 C 端磷酸酶结构域使激酶催化位点中的关键残基(假定)脱磷酸化。急性和瞬时微管蛋白磷酸化以及随后由渗透胁迫引起的微管解体在拟南芥、苔类植物和衣藻中高度保守,表明其起源于淡水绿藻,早于脱落酸途径的进化。然而,其生理意义在很大程度上尚不清楚,可能是由于其高度瞬时性。
图 2 用于对光合微生物进行遗传工程改造的常见遗传转化技术示意图。 (A) 对于绿藻 (衣藻) 和真气藻 (微绿球藻):电穿孔和基因枪轰击可用于衣藻和微绿球藻的叶绿体靶向转化,而电穿孔或用玻璃珠涡旋可用于修饰衣藻的核基因组。细菌接合或农杆菌介导的转移也可用于将 DNA 引入这些细胞。 (B) 对于蓝藻:自然转化或接合可用于转移 DNA 以整合到染色体中或作为复制质粒。质粒也可以通过电穿孔转移。 (C) 对于硅藻:电穿孔和细菌接合是可用于将 DNA 引入硅藻的技术的例子。也可以使用农杆菌介导的转移或基因枪轰击
暴露表面上的微生物生命是节俭且具有合作精神的。岩石中的黑色真菌、绿藻和蓝藻互相帮助,征服岩石、墙壁、纪念碑、屋顶、外墙和太阳能电池板。黑色真菌是重要的岩石破坏者和生物膜形成者。它们厚重的细胞壁和缓慢的生长使它们具有抗压力的能力,同时也给实验研究带来了挑战。在材料研究中,生物膜可能是理想的,也可能是不理想的。建筑外墙上的生物膜可以对城市内部的气候产生积极影响,但却不受欢迎出现在大理石纪念碑上。如果不深入了解适应性的微生物,就不可能控制它们,也不可能对材料进行有针对性的促进。这是遗传学和材料研究的交汇点:CRISPR-Cas9 技术可以编辑真菌基因组以进行功能分析,从而揭示材料定植和材料损伤的机制。