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      科學研究

      食品學院藻類生物技術與綠色開發團隊薛惠丹副教授在國際權威期刊《Journal of Colloid and Interface Science》發表最新研究成果

      2023-07-06 09:14 文、圖/食品學院 董益貝 點擊:[]

      近日,食品科學與工程學院(生物與醫藥學院)藻類生物技術與綠色開發團隊在物理化學領域一區TOP期刊Journal of Colloid and Interface Science(Q1,IF:9.965)發表題為“Transcriptome analysis reveals the molecular mechanisms by which carbon dots regulate the growth of Chlamydomonas reinhardtii”的研究論文。薛惠丹副教授作為論文第一作者和第一通訊作者,研究生董益貝為共同第一作者,陜西科技大學為第一作者和第一通訊作者單位,西北工業大學劉建喜副教授為共同通訊。該研究涉及了材料學和微生物學交互領域,揭示了碳點調節微藻生物量的分子機制,研究結果為擴大納米材料在微藻類生產、未來農業和資源方面的應用提供了理論支持。

      目前,傳統農業生產面臨環境污染、耕地流失和人口激增等壓力,亟需挖掘新型方法滿足人類對高營養價值產品的需求。微藻作為可持續資源,可通過光合作用積累色素、蛋白質和其他副產品,已成為高價值生物產品的一種潛在替代品。碳點具有獨特的物理化學性質,是潛在的電子受體和供體。此外,其光學吸收和發射特性可精確調節,因此碳點的人工改善光合作用的能力已引起科學家越來越多的關注。然而,碳點對微藻的基因調控機制尚不清晰。本研究合成了紅光發射碳點,并將其應用于萊茵衣藻培養。結果表明0.5 mg/L的碳點作為光補充劑促進了萊茵衣藻的細胞分裂和生物量積累。碳點提高了PS II的能量傳遞、PS II的光化學效率以及光合電子傳遞,同時光合色素含量和其他胞內代謝產物(碳水化合物、蛋白質、脂質)合成被提高。此外,轉錄組分析檢測到1166個差異表達基因。結果表明碳點通過上調與細胞生長和死亡相關的基因的表達,促進染色體分離,加速有絲分裂過程和縮短細胞周期,從而使細胞生長速度加快。碳點通過上調光合作用電子傳遞相關基因,提高了光合能量轉換。碳水化合物代謝相關基因被調控,為檸檬酸循環提供更多可用的丙酮酸,導致代謝物積累增加和生物量增加。本研究為人工合成的碳點對微藻生物資源的基因調控提供了證據。

      文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.06.049

      (核稿:孫敏 編輯:劉倩)

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