在Synechocystis sp.中进行光合作用. 在非常高的CO2下,PCC 6803不受最佳调节

科学领域:

• 光合作用微生物 光合成微生物
• 二氧化碳 (CO2) 缓解缓解的方法
• 蓝藻细菌生理学 蓝藻细菌生理学

背景情况:

• 光合作用微生物可以从烟雾气中隔离二氧化碳.
• 升高的二氧化碳通常会促进生长,但非常高的水平会通过未知的机制导致抑制.
• 综合囊 sp. 的情况. 在高CO2 (30%) 和稳定的pH (7.5) 条件下研究了PCC 6803的生理学.

研究的目的:

• 调查Synechocystis sp. 的情况. 在非常高的二氧化碳度下PCC 6803生理学.
• 使用CRISPR干扰突变库识别影响高CO2下生长的基因.
• 确定二氧化碳诱导的增长抑制机制和潜在的工程目标.

主要方法:

• 在不同的二氧化碳度 (4%与30%相比) 和光强度下培养的野生类型 (WT) 突囊.
• 利用CRISPR干扰突变库选高CO2下影响生长的基因.
• 通过特定的基因淘汰 (例如,ΔcpcG) 和光抑制实验证实了这一发现.

主要成果:

• 在30%的二氧化碳下,WT Synechocystis的生长率下降了2.7倍,而在200μmol光子m-2s-1.1下,二氧化碳的4%相比,在30%的二氧化碳下下降了2.7倍.
• 抑制光收获和电子转移基因改善了在30%CO2以下的增长.
• 抑制二氧化碳捕获/固定基因加剧了增长抑制;抑制是依赖光的.

结论:

• 在非常高的二氧化碳下提高适应性需要在光采集,电子转移和碳代谢方面进行修改.
• 本地调节机制是不够的,有时会对30%的CO2的最佳增长不利.
• 已识别的基因为工程菌提供了目标,以提高光合作用效率和应激弹性.