微藻是生物燃料原料的一個有前途的來源，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生三?；视?tag)作為主要的儲存脂質(zhì)，特別是在營養(yǎng)缺乏的條件下。lrl1參與了萊茵衣藻C. reinhardtii,饑餓后期的調(diào)控機(jī)制，因?yàn)槠湔{(diào)控可能取決于p狀態(tài)、細(xì)胞生長和其他因素。來源:東京科技
作為傳統(tǒng)化石燃料的替代品，生物燃料是一種更加環(huán)保和可持續(xù)的燃料來源。植物或動物脂肪可以通過酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物燃料。特別是，在微小藻類中發(fā)現(xiàn)的儲存分子三酰甘油(tag)是生物燃料生產(chǎn)中最有希望的脂肪來源之一，因?yàn)槲⒃弩w積小，易于生長，繁殖迅速。因此，提高微藻tag的產(chǎn)量可以改善生物燃料生產(chǎn)過程?？紤]到這一最終目標(biāo)，東京理工大學(xué)的hiroyuki ohta教授和他的同事研究了模型微藻萊茵衣藻產(chǎn)生更多tag的條件。
眾所周知，當(dāng)微藻生長在營養(yǎng)很少的環(huán)境中時，會產(chǎn)生更多的標(biāo)簽。然而，根據(jù)ohta博士的說法，“雖然低氮環(huán)境會導(dǎo)致微藻產(chǎn)生更多的tag，但這大大降低了微藻的生長和繁殖，降低了標(biāo)簽產(chǎn)量的潛在收益。”為了尋找萊茵衣藻C. reinhardtii既能產(chǎn)生更多tag又能生長良好的條件，研究小組給微藻提供了足夠的氮，但限制了環(huán)境中磷的含量。在這些條件下，標(biāo)簽產(chǎn)量增加，細(xì)胞生長仍然得到促進(jìn)，從而增加tag的總產(chǎn)量。
在這個實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們使用共表達(dá)分析來鑒定一種萊茵衣藻蛋白，他們稱之為脂質(zhì)重塑調(diào)節(jié)劑1 (lrl1)，這種蛋白在磷限制的環(huán)境中參與tag的產(chǎn)生。lrl1基因被破壞的功能分析揭示了磷缺乏下標(biāo)簽積累和萊茵衣藻生長中的額外基因。這些結(jié)果一起揭示了這個過程中潛在的生化途徑。更好地理解這些途徑有可能改善tag——從而改善生物燃料——的生產(chǎn)過程。ohta博士指出，“在營養(yǎng)缺乏的條件下發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽生產(chǎn)所涉及的蛋白質(zhì)有朝一日可能會導(dǎo)致增加其產(chǎn)量的方法，最終使生物燃料生產(chǎn)更有效率和成本效益。”這反過來有助于減少我們對化石燃料的依賴，并促進(jìn)來自微藻的生物燃料的廣泛使用。
本文轉(zhuǎn)自：藻類生態(tài)鏈
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美國密歇根大學(xué)的一組研究人員獲得了美國能源部200萬美元的資助，用于研究柴油發(fā)動機(jī)藻類生物燃料。這個團(tuán)隊是世界上為數(shù)不多的從“一端到另一端”解決問題的團(tuán)隊之一。
藻類每年可生產(chǎn)數(shù)十億加侖的可再生柴油，汽油和噴氣燃料
美國能源部(Department of Energy)迫切希望找到解決化石燃料排放問題的辦法，特別是那些來自運(yùn)輸部門的方法。資助這項(xiàng)藻類生物燃料的研究，是其減少對更多類型污染燃料需求的使命的一步。根據(jù)美國能源部的說法，藻類具有每年生產(chǎn)數(shù)十億加侖可再生燃料的潛力，有可能被提煉成柴油、汽油甚至噴氣燃料。密歇根大學(xué)的研究是為了努力達(dá)到可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)的一部分，該標(biāo)準(zhǔn)概述了到2020年，美國運(yùn)輸燃料的360億加侖運(yùn)輸燃料必須來自混合能源。其中只有1500萬來自玉米乙醇，這使得目前的產(chǎn)量與需求之間存在相當(dāng)大的差距。藻類燃料將彌補(bǔ)這一差距。
來自密歇根大學(xué)大學(xué)研究小組的一份聲明說，他們打算與賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員合作，繼續(xù)他們的項(xiàng)目。這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是尋找替代傳統(tǒng)柴油燃料的可行方法。為此，研究小組一直在探索藻類的潛力。
傳統(tǒng)的柴油是由石油衍生的化石燃料。它們在燃燒過程中釋放出大量的溫室氣體。藻類生物燃料沒有同樣的問題，因此被視為化石燃料的環(huán)保替代品。(Andre Boehman)說：“我們的總體目標(biāo)是展示混合燃料原料的共同優(yōu)化，溫室氣體減排量超過60％。與此同時，我們希望將發(fā)動機(jī)熱效率提高到超出基準(zhǔn)柴油發(fā)動機(jī)的水平?！?/span>
“這是一個有重大研究問題的項(xiàng)目，”(Andre Boehman)說，他是密歇根大學(xué)的機(jī)械工程教授，也是該校W.E. Lay汽車實(shí)驗(yàn)室的主任?！八袡C(jī)會做一些非常有影響力的事情——幫助我們朝著可持續(xù)發(fā)展邁出一大步?！?/span>
該研究全面地探討了藻類燃料的開發(fā)，將種植覆蓋到燃料生產(chǎn)。藻類培養(yǎng)收獲的燃料原料缺乏是開發(fā)商業(yè)上可行的藻類生物燃料的障礙。
密歇根大學(xué)的生物學(xué)教授Bradley Cardinale說,
參與該項(xiàng)目的密歇根大學(xué)合作研究所的生物學(xué)教授兼主任Bradley Cardinale說：“這是世界上首批從室外池塘設(shè)計可持續(xù)生物燃料原料的團(tuán)隊之一。精煉燃料，使其以更清潔，更環(huán)保的方式運(yùn)行柴油發(fā)動機(jī)?！?/span>
這項(xiàng)工作包括確定在燃料產(chǎn)量和穩(wěn)定性等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最佳性能的組合。研究人員之前發(fā)現(xiàn)，藻類物種的組合比任何單一物種都表現(xiàn)更好，充分利用了每種菌株的個體優(yōu)勢。
圖:用于研究生物柴油燃料的活微藻。
照片由Joseph Xu，來自密歇根工程學(xué)院。消息來自密歇根新聞。
優(yōu)化燃料的燃燒和排放性能
Cardinale說：“我們不是試圖通過設(shè)計一種可以優(yōu)化所有所需特性的基因優(yōu)良藻類來對抗自然。我們正在利用生態(tài)工程原理設(shè)計一套更全面的多品種藻類原料，這些原料可以同時優(yōu)化藻類生物燃料的幾種理想特性?！?/span>
“生態(tài)工程的第一個原則是沒有一個物種可以擅長一切。如果我們能夠簡單地找到具有各種所需特性的物種，我們就可以設(shè)計出量身定制的生物燃料，同時優(yōu)化多種特性?！?/span>
為了優(yōu)化燃料的燃燒和排放性能，研究人員將研究藻類的生化特性以及它們在柴油發(fā)動機(jī)的受控壓縮點(diǎn)火燃燒環(huán)境中的化學(xué)反應(yīng)。生物燃料將在輕型車輛發(fā)動機(jī)中進(jìn)行測試，一旦確定最佳藻類組合，將在沃爾沃卡車發(fā)動機(jī)中進(jìn)行測試。
可以通過諸如壓力機(jī)的機(jī)械手段或使用超聲波從藻類中提取油。每種方法都迫使油從藻類細(xì)胞壁上脫落并收集在溶劑中。當(dāng)該油與酒精反應(yīng)時，可將生物柴油產(chǎn)品分離出來。
密歇根大學(xué)的研究團(tuán)隊使用一種名為水熱液化的新興技術(shù)從藻類中提取石油。這是一個模擬地下產(chǎn)生石油的壓力和溫度的過程。
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整個項(xiàng)目名為“藻類系統(tǒng)中的有效碳利用”，目的是提高碳利用的效率及藻類系統(tǒng)的生物質(zhì)產(chǎn)率，通過提高廢氣CO2的轉(zhuǎn)化效率（如從發(fā)電廠）或發(fā)展新的可消費(fèi)的起的碳捕獲技術(shù)（從空氣中直接捕獲碳給藻類系統(tǒng)）
7個項(xiàng)目分別是：
1、Colorado State University，214.56萬美元，項(xiàng)目名稱“Integrating an Industrial Source andCommercial Algae Farm with Innovative CO2?Transfer Membrane andImproved Strain Technologies”
2、Arizona State University, 250萬美元，項(xiàng)目名稱?“Multi-pronged Approach of ImprovedBiological and Physicochemical Systems to Improving Carbon Utilization byCyanobacterial Cultures”
3、Global Algae Innovations, 250萬美，項(xiàng)目名稱“Algae?Cultivation?from?Flue?Gas?with?HighCO2Utilization?Efficiency”
4、Arizona State University, 19.93萬美元，項(xiàng)目名稱?“Membrane Carbonation for 100%Efficient Delivery of Industrial CO2?Gases”
5、Duke University, Durham, 151.2?萬美元，項(xiàng)目名稱?“Carbon Utilization Efficiency inMarine Algae Biofuel Production Systems Through Loss Minimization and CarbonateChemistry Modification”
6、MicroBio Engineering Inc., 226萬美元，項(xiàng)目名稱?Air Carbon for Algae Production –AirCAP
7、Georgia Institute of Technology, 198.3萬美元，項(xiàng)目名稱?“Direct Air Capture of CO2?andDelivery to Photobioreactors for Algal Biofuel Production”
本文轉(zhuǎn)自：微藻技術(shù)與產(chǎn)業(yè)
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據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）科技新聞共享平臺EurekAlert!近日報道，東京工業(yè)大學(xué)研究人員已經(jīng)從紅藻甘油-3-磷酸酰基轉(zhuǎn)移酶（GPAT）家族中，發(fā)現(xiàn)了可增加生物燃料產(chǎn)量的新靶點(diǎn)。
藻類在被剝奪氮元素的不利條件下，仍能儲存大量被稱為三?；视停═AG）的油，而準(zhǔn)確了解它們這一機(jī)制，對開發(fā)生物技術(shù)非常關(guān)鍵，因?yàn)門AG可以轉(zhuǎn)化為生物柴油。為此，科學(xué)家將單細(xì)胞紅藻作為模型生物，探索如何改善TAG的生產(chǎn)。
東京工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新研究所化學(xué)與生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的東村今介領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究表明，一種名為GPAT1的酶，在紅藻的TAG積累中起著至關(guān)重要的作用，與對照菌株相比，過量表達(dá)GPAT1的紅藻菌株TAG產(chǎn)量可提高56倍以上，且對藻類生長沒有任何負(fù)面影響。
這一發(fā)表在《科學(xué)報告》上的研究結(jié)果，與此前對GPAT2的研究共同表明，GPAT與紅藻中的TAG積累密切相關(guān)。該團(tuán)隊計劃繼續(xù)探索GPAT1和GPAT2如何參與TAG積累，下一步的重點(diǎn)是鑒定出能控制各個目標(biāo)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。
研究人員認(rèn)為，如果能夠識別這些調(diào)節(jié)因子并改變其功能，TAG的生產(chǎn)力將會進(jìn)一步提高，因?yàn)檗D(zhuǎn)錄因子會影響包括GPAT1相關(guān)基因在內(nèi)的多種基因表達(dá)?；赥AG合成基本分子機(jī)制的方法，應(yīng)能成功應(yīng)用于紅藻的生物燃料生產(chǎn)商業(yè)化。
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自2016年以來，德國聯(lián)邦政府一直在為家庭的發(fā)電設(shè)施提供補(bǔ)貼。2017年這項(xiàng)資助計劃成功的擴(kuò)展到公司和市政當(dāng)局。到目前為止，共有2,630個系統(tǒng)得到補(bǔ)貼。電力輸出范圍在0.25到5kW之間的系統(tǒng)得到資助。資金包括固定金額5,700歐元以及與產(chǎn)出有關(guān)的獎勵金額。對于輸出功率為5 kW的大型燃料電池設(shè)備，補(bǔ)助金額高達(dá)28,200歐元。
作為最有效的熱電聯(lián)產(chǎn)形式，與舊式燃油爐相比，燃料電池的二氧化碳排放量幾乎減少了60％。而供暖市場二氧化碳排放量占德國二氧化碳排放量的40％左右，德國地下室中三分之一的供暖系統(tǒng)已經(jīng)過時。
KfW資助計劃是通過“Callux”的現(xiàn)場測試進(jìn)行的，這是國家氫能和燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計劃（NIP）的一個項(xiàng)目。有關(guān)供資條件和申請程序的更多信息，請訪問www.kfw.de/433。
本文轉(zhuǎn)自微信公眾號微藻博士https://mp.weixin.qq.com/s/OB0zyjpMhtS9HMXvfA6PUw
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“氫能物流車是新能源車，入城有特批通行許可證，比傳統(tǒng)燃油車更方便，性能方面，運(yùn)行起來比傳統(tǒng)物流車更安靜，爬坡能力足夠，續(xù)航里程超過300公里，聯(lián)盛公司推出的服務(wù)也十分周到?！狈鹕绞写髤⒘轴t(yī)藥集團(tuán)、洪廚農(nóng)副產(chǎn)品有限公司和羅定市永盛物流有限公司負(fù)責(zé)人紛紛表示。
據(jù)廣東國能聯(lián)盛新能源汽車有限公司負(fù)責(zé)人介紹，試運(yùn)營期間，佛山云浮兩市可運(yùn)營氫燃料電池廂式物流車共25輛，開通了佛山至云浮、云浮至羅定、佛山至中山等運(yùn)營線路，與“菜籃子工程”項(xiàng)目、物流配送、日常用品、醫(yī)藥健康、家居建材行業(yè)客戶完成了試運(yùn)營。對比傳統(tǒng)燃油車，氫能
源物流車優(yōu)勢明顯，具有無污染、能量轉(zhuǎn)化效率高、續(xù)航能力長等優(yōu)點(diǎn)。
目前，該公司以租車服務(wù)的模式繼續(xù)在市場上推廣氫燃料電池廂式物流車。“推廣階段，每輛車只需要2000元一個月租車費(fèi)?！甭?lián)盛公司有關(guān)人員介紹說，該公司租車市場推出的只有一種車型：3.3噸載貨積15立方米，貨箱長3.6米、寬2.1米、高1.9米，市場對該項(xiàng)業(yè)務(wù)也十分期待，目前公司租車意向客戶達(dá)50名。
本文轉(zhuǎn)自公眾號 微藻博士https://mp.weixin.qq.com/s/6iM1slS8rSmoqfyOT9aaow
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?最新的基因編輯技術(shù)使得修飾藻類基因變得簡單易行，但確定靶向基因卻耗時且昂貴。藻類芯片技術(shù)將藻類培養(yǎng)物暴露于誘變劑中，以產(chǎn)生數(shù)以百萬計的存在潛在改良的藻類細(xì)胞，然后通過全基因組測序來鑒定突變的基因。研究人員已通過篩選20萬個化學(xué)突變細(xì)胞，鑒定了6個生長更快和脂質(zhì)含量更高的突變體。為尋找超級藻類菌株，下一目標(biāo)是開發(fā)新的工具提高藻類突變量，使變種達(dá)到一百萬甚至一千萬，以加快篩選進(jìn)程，獲得更有效地用于生物燃料生產(chǎn)的菌株，實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)藻類生物燃料。
?該研究得到國家科學(xué)基金會（NSF）新興研究與創(chuàng)新前沿（EFRI）計劃的支持。
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赤潮異灣藻簡介：可制造乙醇生燃及其生存環(huán)境
2013年美國特拉華大學(xué)的科學(xué)家證實(shí)，海洋藻類赤潮異彎藻可用于制造機(jī)動車燃料生物乙醇。該藻類能存活并生長于飽含NO的煙氣環(huán)境中，但在自然環(huán)境中也可形成有毒的過度藻類繁殖。
赤潮異灣藻功效：可存活于NO的煙氣環(huán)境且成長迅速，及NO來源及危害
特拉華大學(xué)地球、海洋和環(huán)境學(xué)院海洋生物科學(xué)副教授凱瑟琳·柯尼（Kathryn Coyne）和她的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，藻類在煙氣環(huán)境中比在空氣中能產(chǎn)生更多的碳水化合物。她表示，赤潮異彎藻可以存活于NO的煙氣環(huán)境中，且生長速度能提高一倍，細(xì)胞大小也會超過普通環(huán)境中的正常值。事實(shí)上，藻類細(xì)胞在二氧化碳和NO的氣體混合物中可以迅速生長。
赤潮異彎藻遍布全球，它的生長不僅可以產(chǎn)生大量的碳水化合物，而且能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成生物乙醇?？履嵴f，這種藻類具有特殊的功能，能消除對環(huán)境和人類健康構(gòu)成威脅的有害氣體——NO。
據(jù)美國有毒物質(zhì)研究資料顯示，NO為一種在室溫下不可燃但屬于最具毒性的氮氧化物。汽車尾氣排放、煤炭、石油、天然氣燃料燃燒以及電弧焊接、電鍍、電雕刻甚至炸藥爆破等過程，都會向空氣中釋放氮氧化物?？諝庵械蜐舛鹊牡趸飼碳ぱ劬Α⒈亲?、喉嚨和肺部，而吸入高濃度的氮氧化物將有致命危害。
赤潮異灣藻優(yōu)勢：消除NO污染，節(jié)約培養(yǎng)成本
赤潮異彎藻這種在一氧化碳中成長并轉(zhuǎn)化一氧化碳的特性給柯尼的研究團(tuán)隊帶來了巨大的動力，使他們進(jìn)一步研究其是否可在電廠煙氣中依靠二氧化碳生長而不被高濃度NO所殺。
經(jīng)過一年的努力，柯尼團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，赤潮異彎藻不僅可以忍受在煙氣環(huán)境下生存，反而生長得更加茁壯，這些藻類在煙氣中生長除NO以外不再需要其他氮源，因此可節(jié)約不少培養(yǎng)成本?？履嵴f“僅憑這一點(diǎn)，便可以節(jié)省高達(dá)45％的制造生物燃料所需的能量開銷?！?/p>
赤潮異灣藻合作及應(yīng)用前景：研究開發(fā)探索合作，能改善環(huán)境
受特拉華海格蘭特資助的大學(xué)計劃，研究人員還將進(jìn)一步探討如何加強(qiáng)赤潮異彎藻的生長。2013年他們正在積極探索與企業(yè)合作的機(jī)會，縮短海藻成長期，希望盡早實(shí)現(xiàn)用赤潮異彎藻生產(chǎn)生物燃料。
柯尼說，企業(yè)自身的技術(shù)發(fā)展將會支持美國國家重點(diǎn)的碳污染減排工作，這樣不僅可以生產(chǎn)生物燃料，還能利用藻類修復(fù)功能來降低工業(yè)廢氣的污染，進(jìn)而改善氣候。
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近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所單細(xì)胞研究中心副研究員路延篤和研究員徐健針對五類植物激素（生長素、脫落酸、細(xì)胞分裂素、乙烯和赤霉素），通過比較基因組學(xué)和代謝重建，全面剖析了其合成途徑和信號通路在微藻中的分布和進(jìn)化規(guī)律。進(jìn)而，通過系統(tǒng)地總結(jié)該團(tuán)隊和業(yè)界的最新研究成果，明確提出了以下三個觀點(diǎn)：首先，微藻中存在著功能性的植物激素代謝途徑；其次，微藻中存在前所未知、與高等植物迥異的植物激素信號傳導(dǎo)途徑；第三，微藻內(nèi)源性植物激素的研究和利用，將為微藻生物燃料產(chǎn)業(yè)的突破提供巨大的機(jī)會。
這些學(xué)術(shù)觀點(diǎn)引起了國際同行的高度關(guān)注，并被遴選為封面文章發(fā)表于2015年5月期的Trends? in? Plant? Science。該項(xiàng)研究受到了國家自然科學(xué)基金委青年基金、科技部“973”等項(xiàng)目的資助。
近日，在科技部“973”計劃、國家自然科學(xué)基金委、波音公司等的支持下，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所微生物代謝工程團(tuán)隊圍繞聚球藻PCC7942脂肪醛脫甲酰加氧酶（ADO）這一關(guān)鍵產(chǎn)烴生物催化劑開展了系列研究，致力于通過定向進(jìn)化策略對ADO酶進(jìn)行改造，以解決該酶較為顯著的催化效率低、穩(wěn)定性差等問題，為細(xì)胞工廠構(gòu)建與脂肪烴的高效生物合成提供更為高效的催化元件。項(xiàng)目目前取得階段性成果，06月03日在線發(fā)表于Scientific Reports。
該研究亟待解決的技術(shù)難題是如何從大容量（106-108）的突變體文庫中快速篩選得到產(chǎn)烴效率顯著提高的突變株，實(shí)現(xiàn)原位快速檢測和評價細(xì)胞內(nèi)脂肪烴合成水平。為解決這一問題，該團(tuán)隊吳偉、張磊等從不動桿菌（Acinetobacter baylyi ADP1）、假單胞菌（Pseudomonas. oleovorans）等環(huán)境微生物中存在的天然脂肪烴響應(yīng)信號通路出發(fā)，通過基因重組，首次在大腸桿菌中成功構(gòu)建能夠用于檢測細(xì)胞內(nèi)中長鏈脂肪烴的基因元件，該基因元件利用細(xì)胞內(nèi)的中長鏈脂肪烴作為信號分子，激活調(diào)控蛋白，進(jìn)而誘導(dǎo)啟動下游報告基因GFP的表達(dá)，通過這一手段成功實(shí)現(xiàn)將細(xì)胞內(nèi)的脂肪烴濃度信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛑庇^反映烴濃度高低的熒光信號，使得進(jìn)一步采用流式細(xì)胞分選（Fluorescence Activated Cell Sorting）等高通量手段快速篩選高產(chǎn)烴突變株成為可能。
該項(xiàng)研究成果為進(jìn)一步開展產(chǎn)烴元件的定向進(jìn)化與構(gòu)建高效產(chǎn)烴細(xì)胞工廠提供了必要的方法基礎(chǔ)?；诖搜芯抗ぷ鳎⑸锎x工程團(tuán)隊人員參加了2014年冷泉港亞洲年會合成生物學(xué)會議，并獲得會議唯一的Poster金獎。