微藻温室气体固定技术研究 ---2种淡水绿藻对高CO2和NO的生理响应

微藻作为固碳生物之一，每年固定的CO₂占CO₂固定量的40%以上，在碳达峰、碳中和中起到了举足轻重的作用。Varshney等（2020）对2种淡水藻Asterarcys quadricellulare 和Chlorella sorokiniana通过多通道培养和在线监测，控制培养温度37℃、光强250μmol photons m⁻² s⁻¹，并按照14h（光照）:10h（黑暗）的正弦周期培养，培养期间PH不做控制，在线监测OD（光密度）值，利用叶绿素荧光测量技术测量分析快速光响应曲线（RLCs）、非光化荧光淬灭（NPQ）、饱和光闪叶绿素荧光诱导曲线（FFI）及OJIP，研究了2种绿藻对高CO₂和NO烟气的生理响应，结果表明：

1. 在高CO₂浓度下，二者的光系统Ⅱ性能得到增强；高浓度CO₂刺激了C.sorokiniana的NPQ，而A.quadricellulare则相反。在10% CO₂浓度下，二者的ZD净光合速率(Pmax)ZG

左图：不同浓度CO₂和NO对两种微藻a、b捕光效率（Light harvesting efficiency α）和c、d光饱和参数（Light saturation Ik）的影响；右图：不同浓度CO₂和NO对两种微藻a、bZD光合效率（Pmax），c、d暗呼吸率（Rd）及e、f总光合的影响

2. 不同浓度NO对PSⅡ没有负面影响

3. OJIP快速荧光动力学曲线表明，当CO₂浓度为15%时，C.sorokiniana PSⅡ间的连通性降低，而对A.quadricellulare而言，即使在10% CO₂浓度下，下降也很明显

左图：不同浓度CO2培养对ZD光量子产量Fv/Fm及天线联通参数的PSIIα影响；右图：不同浓度CO₂培养的两种微藻OJIP曲线

4. 虽然2种绿藻的光合调控不同，但在较高浓度CO₂和NO下，二者的光系统Ⅱ性能都有所增强，是固定CO₂和NO的潜在候选者。

易科泰生态技术公司为藻类碳固定、温室气体固定技术研究提供全面解决方案：

Ø 藻类培养与在线监测技术，多通道或单通道，控光（不同波段、不同强度）控温，pH调控监测，光密度调控监测，叶绿素荧光监测，CO₂、O₂在线监测

Ø 双调制叶绿素荧光测量技术，FFI、OJIP、多周转饱和光闪叶绿素诱导曲线，多激发光（可选配不同波长不同颜色光源）

Ø 高通量藻类表型分析技术，叶绿素荧光成像技术，高光谱成像技术等

MC1000（左图）及OD680实时在线监测（右图）（Barera,2021）

参考文献：

1. Varshney P, et al. 2020. Effect of elevated carbon dioxide and nitric oxide on the physiological responses of two green algae, Asterarcys quadricellulare and Chlorella sorokiniana. Journal of Applied Phycology 32(1): 189-204.

2. Barera S. et al. 2021. Effect of lhcsr gene dosage on oxidative stress and light use efficiency by chlamydomonas reinhardtii cultures. Journal of Biotechnology 328:12-22.