绿色照明系统实验室
Green Lighting System Laboratory

联培博士钟钰在《Planta》期刊发表光生物研究文章

时间:2018-09-26Social tagging:

藻类是一种包含单细胞有机体(微藻)和更复杂的多细胞生物(大藻类)的大型生物群。近年来,微藻生产已成为具有巨大经济和社会潜力的全球新兴产业。例如,微藻生物质可作为原料,用于生产各种食品、饲料和燃料产品。微藻也表现出巨大的多样性,代表了各种生物活性化合物的天然来源,如类胡萝卜素和脂肪酸。

大规模生产中,微藻的代谢取向已成为科学界和产业界的主要关注焦点。通过调节环境因素或基因工程的代谢途径,可以将细胞功能转向合成所需的最终产物,并扩大微藻的处理能力。例如,光波长在藻类生长和脂质生物合成中起着关键作用。此外,生物化学成分、色素含量和光合速率可能受到细菌和高等植物等多种生物体的光谱质量的影响。特别地,与红色或白色的光相比,蓝光辐射能产生更高的氨基酸和更低的碳水化合物含量。暴露在蓝光下的小绿藻的脂质含量比暴露在红光中的含量要高。Das等人还报告说,每单位的容积脂肪酸甲酯的最大值为19.37%±0.92%。在蓝光下生长的南诺绿藻的干重。上述结果表明,光波长对于藻类生长和化学成分的改变具有重要意义。

用蓝光处理的微藻具有生产人类营养补充品和生物燃料的潜力,因为它们具有较高的生物量生产力和有利的脂肪酸组成。绿藻、绿藻、绿藻、绿藻、绿藻等都是典型的绿色微藻,广泛报道了海藻的生产。

然而,值得注意的是,波长的影响高度依赖于藻类物种。例如,舒等(2012)报告说,与红色LED相比,用蓝色LED(发光二极管)照明的绿藻中含有更大的脂质含量。相反,在红灯(620-645纳米)下生长的螺旋藻,与蓝色(460-475纳米)和白色(380-760纳米)的人造光相比,发现了更高的生物量生产力。

在本研究中,我们对四种绿色微藻的生物量生产力、光合色素、叶绿素荧光和脂肪酸含量进行了系统的研究。这些菌株分别生长在两种主要的单色光波长红和蓝发光二极管(发光二极管),以及白色LED条件下。其中,蓝色LED灯被认为是生长速度最好的光,其次是红色LED和白色LED灯。叶绿素的产生对单色蓝光更敏感。多不饱和脂肪酸(PUFAs),如-亚麻酸(18:3),是人类营养补充的完美选择,在蓝色LED下的这些海藻中显示出高浓度的浓度。

结果表明,由于生物质和脂肪酸的生产力,蓝色LED适用于各种食品、饲料和藻类生物燃料生产。相关成果已发表在SCI期刊《Planta》上,IF=3.249。

文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00425-018-2899-5

钟钰博士是成家杨老师的学生,主要研究光生物方向,本实验室为其提供光学方面的支持。