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蓝藻浓缩二氧化碳的机制 被引量：16
1
作者 邱保胜 高坤山 《植物生理学通讯》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期385-392,共8页
综述了蓝藻的CO2 浓缩机制研究进展 ,并简要介绍了一些重要的研究手段。
关键词 蓝藻 光合作用 co2浓缩机制 羧体
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绿藻CO_2浓缩机制的研究进展 被引量：7
2
作者 夏建荣 高坤山 《应用生态学报》 CAS CSCD 2002年第11期1507-1510,共4页
单细胞绿藻是淡水水体中浮游植物的重要组成部分 ,也是淡水生态系统中主要的初级生产者 ,其在适应外界环境CO2 浓度变化的过程中 ,细胞内形成了一种主动转移无机碳的机制———CO2 浓缩机制(CO2 concentratingmechanism ,CCM ) .该机制... 单细胞绿藻是淡水水体中浮游植物的重要组成部分 ,也是淡水生态系统中主要的初级生产者 ,其在适应外界环境CO2 浓度变化的过程中 ,细胞内形成了一种主动转移无机碳的机制———CO2 浓缩机制(CO2 concentratingmechanism ,CCM ) .该机制能使细胞在核酮糖 2 磷酸羧化氧化酶 (rubisco)固碳位点提高CO2 浓度 ,以增加光合作用和减少光呼吸 .本文综述了这种机制中的无机碳转移模型和不同环境因子 (光、温度、CO2 浓度和营养水平 )对它的调控作用 ,以期促进深入开展浮游植物对大气CO2 浓度升高响应的研究 . 展开更多
关键词 绿藻 co2浓缩机制 研究进展
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水体无机碳升高对蓝绿藻生长和种群竞争的影响研究进展 被引量：8
3
作者 张君枝 王齐 +3 位作者 马文林 陈汉 赵远玲 张艳娜 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2015年第7期1245-1252,共8页
蓝绿藻是水体中浮游植物的重要组成部分,也是淡水与海洋生态系统中主要的初级生产者,近些年来,随着CO2排放的日益增加,全球气候发生着巨大的变化,极端气候事件频发,对水体中的无机碳含量也带来了影响,甚至直接影响了蓝绿藻的CCM机制。... 蓝绿藻是水体中浮游植物的重要组成部分,也是淡水与海洋生态系统中主要的初级生产者,近些年来,随着CO2排放的日益增加,全球气候发生着巨大的变化,极端气候事件频发,对水体中的无机碳含量也带来了影响,甚至直接影响了蓝绿藻的CCM机制。该机制能使细胞在核酮糖磷酸羧化氧化酶(Rubis CO)固碳位点提高CO2浓度,以增加光合作用和减少光呼吸。文章以大气CO2浓度升高带来的气候变化为大背景,首先叙述了不同形态无机碳在开放水体中的平衡,阐述了大气、水体、底泥等水环境中碳循环过程及其对藻类产生影响的各种作用,总结了近年来模拟环境无机碳浓度增加的各种实验模拟技术及大气CO2浓度升高对蓝绿藻生长及种群竞争的研究方法的进展。通过对蓝绿藻利用无机碳的碳浓缩机制的机理的研究,无机碳进入蓝绿藻主要通过卡尔文循环,在碳酸酐酶的作用下,HCO3-、CO32-形态的无机碳可以转变为CO2,提高了Rubis CO周围的CO2浓度,提高了藻利用无机碳的效率,但同时蓝绿藻的上述CCM机制也受到p H、光照、N、P等因素的影响。在此理论基础上讨论了无机碳对蓝绿藻细胞结构、细胞大小和个体增殖等方面的影响。研究发现,高浓度CO2促进细胞结构中蛋白核的增大,而细胞体积较小的藻类对CO2浓度响应更明显。由于CO2能被蓝绿藻细胞直接利用,因此CO2更能促进藻细胞个体的增殖。地表天然水体的p H在中性-弱碱性范围,因而更多的研究集中于蓝绿藻细胞对CO2、HCO3-的利用,继而直接影响了蓝绿藻的CCM机制。综上,虽然气候变化的影响已经有不少的研究,但是气候变化对于蓝绿藻的碳利用机制及细胞的微观变化的影响以及蓝绿藻在生长以及水华形成过程中对气候变化CO2浓度升高的响应机制仍需要进一步深入的研究。 展开更多
关键词 气候变化 无机碳 蓝绿藻 co2浓缩机制
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碳酸酐酶在大型海洋褐藻获取与利用无机碳过程中的作用 被引量：4
4
作者 毕燕会 卫宁宁 +3 位作者 李佳莉 王震 许玲 周志刚 《生命科学》 CSCD 北大核心 2019年第3期296-309,共14页
与大型海洋红藻和绿藻相比,褐藻的生产力最大。碳是构成生物质的主要元素,它在海水中的主要存在形式是HCO_3~–;而HCO_3~–如何进入褐藻细胞而被光合同化为生物质,是人们一直在探讨的问题。综述了迄今为止有关褐藻对无机碳利用的研究结... 与大型海洋红藻和绿藻相比,褐藻的生产力最大。碳是构成生物质的主要元素,它在海水中的主要存在形式是HCO_3~–;而HCO_3~–如何进入褐藻细胞而被光合同化为生物质,是人们一直在探讨的问题。综述了迄今为止有关褐藻对无机碳利用的研究结果,指出由碳酸酐酶(carbonic anhydrase, CA)介导的HCO_3~–应是褐藻从海水环境中获取无机碳的主要途径。鉴于微藻细胞内不同细胞器之间存在无机碳转运的事实,褐藻CA在此过程中也起着不可忽视的作用。基于对不同褐藻CA活性的检测结果推测,CA应分布于细胞的不同部位,至少存在于胞内和周质空间中,以应对细胞内外界环境的变化。对不同亚型的CA在褐藻细胞乃至组织中时空分布格局的研究,是探讨褐藻细胞如何获取并高效利用无机碳的关键。 展开更多
关键词 褐藻 co2 海水 重碳酸盐 碳酸酐酶 co2浓缩机制 亚细胞定位
原文传递
羧酶体结构及其CO_2浓缩机制研究进展 被引量：3
5
作者 张宝燕 田平芳 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1164-1171,共8页
羧酶体(Carboxysome)是高效的固碳微体,在CO2浓缩机制(CO2-concentrating mechanism,CCM)中发挥重要作用。在蓝藻及某些化能自养菌中,羧酶体作为类细胞器包裹1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA)... 羧酶体(Carboxysome)是高效的固碳微体,在CO2浓缩机制(CO2-concentrating mechanism,CCM)中发挥重要作用。在蓝藻及某些化能自养菌中,羧酶体作为类细胞器包裹1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)和碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA),它与无机碳转运蛋白共同在胞质中积累HCO3–,通过增加RubisCO周围的CO2浓度来提高固碳效率。随着羧酶体结构和功能的阐明,异源表达羧酶体已成功实现,并且已鉴定出编码羧酶体壳蛋白及内部组分的基因。首先简要介绍羧酶体的发现和种类,然后系统分析其结构及在CCM机制中的作用,并对其在代谢工程上的广阔应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 蓝藻 微体 碳酸酐酶 1 5-二磷酸核酮糖羧化酶 加氧酶 co2浓缩机制
原文传递
关对蓝藻CO_2浓缩机制运转影响的模拟分析
6
作者 付翔 韩博平 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2001年第12期9-14,共6页
通过数学模型模拟的方法,分析了蓝藻CO2 浓缩机制(简称CCM)对光强变化的响应规律.CCM运转时的关键步骤———无机碳 (简称Ci)转运所需的能量来自于光系统 ,其活动强度与光强密切相关。以此为基础 ,本文建立了具外部Ci浓度和光强两个变... 通过数学模型模拟的方法,分析了蓝藻CO2 浓缩机制(简称CCM)对光强变化的响应规律.CCM运转时的关键步骤———无机碳 (简称Ci)转运所需的能量来自于光系统 ,其活动强度与光强密切相关。以此为基础 ,本文建立了具外部Ci浓度和光强两个变量的数学模型。计算表明 :(1)光合速率和浓缩效率随着光强的增加而增加 ;(2) 展开更多
关键词 co2浓缩机制 CCM 模型 光强 蓝藻 模拟分析 海洋
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HCO_3^-高亲和转运蛋白操纵子基因在聚球藻7942CO_2浓缩机制中功能的研究
7
作者 陈金灶 张平 +3 位作者 邬小兵 徐惠娟 纪小苹 龙敏南 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B05期27-31,共5页
蓝藻Synechococcussp.PCC7942 HCO3-高亲和转运蛋白操纵子基因cmpABCD是其CO2浓缩机制中的调控基因之一.本研究用携带潮霉素B磷酸转移酶基因(hygromyc in B pho transferase,hpt)筛选标记的同源双臂整合载体pUC-HATH转化蓝藻Synechococc... 蓝藻Synechococcussp.PCC7942 HCO3-高亲和转运蛋白操纵子基因cmpABCD是其CO2浓缩机制中的调控基因之一.本研究用携带潮霉素B磷酸转移酶基因(hygromyc in B pho transferase,hpt)筛选标记的同源双臂整合载体pUC-HATH转化蓝藻Synechococcussp.PCC7942,以潮霉素B作为筛选试剂筛选出具潮霉素B抗性的转化藻,运用引物PCR方法证实潮霉素B磷酸转移酶基因表达盒通过质粒pUC-HATH的介导已定点插入蓝藻Synechococcussp.PCC7942基因组中,成功地构建了具有潮霉素B抗性的cmpBCD基因插入失活突变藻株.并最终通过比较野生藻Synechococcussp.PCC7942和突变藻Synechococcussp.PCC7942在不同Na2CO3浓度的改良BG-11培养基中生长特性,探讨了HCO3-高亲和转运蛋白操纵子cmpABCD基因失活对藻体生长的影响. 展开更多
关键词 SYNECHOcoCCUS SP.PCC7942 co2浓缩机制 插入失活
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微藻光合固碳技术及相应光生物反应器的研究进展 被引量：4
8
作者 汪晨 孙进童 +5 位作者 赵长宁 刘偲嘉 叶璟 侯梅芳 刘超男 许文武 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第5期95-102,共8页
社会经济与工业化飞速发展,导致二氧化碳(CO_(2))排放量与日俱增,温室效应日渐严重,碳减排已成为亟待解决的全球性环境问题。在常见的CO_(2)去除方法中,生物固碳技术具有经济、可持续和副作用最小的优势。其中,微藻固碳技术是通过微藻... 社会经济与工业化飞速发展,导致二氧化碳(CO_(2))排放量与日俱增,温室效应日渐严重,碳减排已成为亟待解决的全球性环境问题。在常见的CO_(2)去除方法中,生物固碳技术具有经济、可持续和副作用最小的优势。其中,微藻固碳技术是通过微藻自身的光合作用机制实现固碳目的。微藻将CO_(2)转化为脂质、蛋白质等细胞组分,经进一步分离提取,可制成多种高附加值化工产品,全过程绿色、安全且稳定,对有效缓解全球温室效应意义重大。首先阐述了微藻光合固碳技术原理、优点,及其生物质资源在各领域的应用;然后对影响微藻固碳效率的因素进行了分析;最后总结了光生物反应器的研究现状,并对光反应器的设计优化和发展提出了建议。 展开更多
关键词 微藻 光合固碳 co_(2)浓缩机制 光生物反应器
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光呼吸研究进展 被引量：3
9
作者 钟孝芬 李波娣 +2 位作者 李敏姬 张智胜 彭新湘 《热带亚热带植物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期782-790,共9页
光呼吸是指植物绿色组织依赖光能吸收O_(2)并释放CO_(2)的过程,它被认为是一个浪费能量的过程。正常生长的C_(3)植物光呼吸可损耗光合产物的25%~30%,在干旱、高温、高光等逆境胁迫下,该损耗可高达50%,因此,显著提高C_(3)植物的生产力可... 光呼吸是指植物绿色组织依赖光能吸收O_(2)并释放CO_(2)的过程,它被认为是一个浪费能量的过程。正常生长的C_(3)植物光呼吸可损耗光合产物的25%~30%,在干旱、高温、高光等逆境胁迫下,该损耗可高达50%,因此,显著提高C_(3)植物的生产力可通过减少光呼吸通量来实现。尽管光呼吸对植物生产力的负面影响明显,但它对植物一些必要生理活动可能起着重要作用,其中包括参与光保护、H_(2)O_(2)信号发生、氮代谢、光氧化和抗逆反应等。该文对光呼吸的改造优化需要把握好平衡点与适配度。基于Rubisco改造、CO_(2)浓缩机制(CCM)和光呼吸支路创建的光呼吸改造研究进展进行了综述。通过了解调控光呼吸提高植物光能转化效率方面的最新进展,可望为光呼吸代谢的分子调控及改良研究提供指导。 展开更多
关键词 光呼吸 RUBISco co_(2)浓缩机制 光呼吸支路
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微囊藻CO_(2)-浓缩机制基因型的动态变化及其对CO_(2)的竞争效应
10
作者 杜雨欣 郑保海 +4 位作者 李佳欣 李玉鑫 黄立成 施军琼 吴忠兴 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1584-1593,共10页
由于具有高效的CO_(2)-浓缩机制,蓝藻在低CO_(2)浓度条件下具有竞争优势。然而,随着大气中CO_(2)浓度急剧增加,蓝藻CO_(2)-浓缩机制如何响应的研究较少。因此,本文以常见水华蓝藻——微囊藻为研究对象,通过对滇池微囊藻水华动态及不同CO... 由于具有高效的CO_(2)-浓缩机制,蓝藻在低CO_(2)浓度条件下具有竞争优势。然而,随着大气中CO_(2)浓度急剧增加,蓝藻CO_(2)-浓缩机制如何响应的研究较少。因此,本文以常见水华蓝藻——微囊藻为研究对象,通过对滇池微囊藻水华动态及不同CO_(2)-浓缩机制基因型进行监测,探讨蓝藻CO_(2)-浓缩机制基因的微进化特征及其动态变化。同时,设置高(0.08%)、中(0.04%)、低(0.02%)CO_(2)浓度(V/V)进一步揭示微囊藻不同CO_(2)-浓缩机制基因微进化对CO_(2)的竞争效应。结果表明:滇池无机碳浓度在4个采样点存在空间差异性,均呈现先降低后升高的趋势,并以HCO3-为主要无机碳存在形式。调查期间,东大河、观音山、洛龙河和生态所4个采样点的微囊藻均以sbtA基因型占绝对优势,相对丰度远高于bicA基因型。在不同水华时期,bicA基因型和sbtA基因型呈现相反的变化趋势,即从水华前期到水华中期,sbtA基因型的相对丰度逐渐升高,而到水华后期,出现bicA基因型增多的现象。室内竞争实验同样表明高浓度CO_(2)培养环境下,bicA基因型具有明显竞争优势,随CO_(2)浓度的降低,呈现bicA基因型向sbtA基因型转变的趋势。这些结果表明水华中期无机碳浓度相对较低,能适应碳限制环境的sbtA基因型的微囊藻表现出竞争优势,而对CO_(2)浓度变化敏感的bicA基因型的微囊藻随无机碳浓度的升高逐渐增多;同时,在总碱度,pH和Chl.a影响下,微囊藻基因型在滇池不同微囊藻水华期呈现bicA→sbtA→bicA转变。这些结果说明微囊藻能通过调节不同CO_(2)-浓缩机制基因藻株响应水体无机碳浓度,保持种群竞争优势,并维持水华的形成。 展开更多
关键词 微囊藻 co_(2)-浓缩机制 微进化 无机碳 演替 滇池
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