藻类如何在气候变化中生存

2019-11-04 290藻类

藻类如何在气候变化中生存?根据罗格斯大学领导的一项研究,由于从细菌中窃取了耐寒基因,在盐沼和内陆盐沼中进化出能够忍受恶劣和波动环境的绿藻有望在气候变化中幸存下来。

该研究的资深作者、罗格斯大学-新不伦瑞克分校(Rutgers University-New Brunswick)的杰出教授德Debashish Bhattacharya表示,这些绿藻类的微藻单细胞物种为大自然如何修改基因组提供了线索,并为科学家有朝一日可能设计出更健壮的藻类来作为生物燃料和提供其他好处提供了方法。

这项研究发表在《分子生物学与进化》杂志上。

藻类如何在气候变化中生存

藻类如何在气候变化中生存?这些发现揭示了绿藻的小型基因组是如何从其淡水祖先的大型基因组进化为支持生态系统的有机化合物的弹性初级生产者的。由微绿藻属实现的向更咸、更恶劣环境的转变经历了数百万年,但与现在由于气候变化而发生的更迅速的变化是平行的,Bhattacharya指出。

他说:“与人类相比,这些进行光合作用的物种体积很小,基因组也很小,但它们却能在盐沼和盐滩等恶劣环境中生存,在这些环境中,光和盐度随着季节的变化而波动很大。”

研究内容

该研究的第一作者Fatima Foflonker在Rutgers的研究生院获得了博士学位,同时也是Brookhaven国家实验室的博士后研究员,她发现绿藻中的小绿藻从细菌中窃取了基因,使它们能够应对盐和其他身体压力。Foflonker发现,一种微绿藻属物种拥有最稳定的光合作用过程,以分解水释放氧气而闻名。这一物种在快速变化的低光和高光环境下高效地工作,这是典型的混浊的近岸环境或美国高平原的浅水池塘。另一种从位于俄克拉荷马州的盐原国家野生动物保护区分离出来的物种,在其基因组中保留了大约三分之一的两个非常不同的拷贝(等位基因),以增加其对环境压力的反应范围。

研究意义

研究人员说,了解微藻如何适应快速变化的环境有助于阐明气候变化对食物链底层生物的潜在影响。接下来的步骤包括开发健壮的Picochlorum物种作为生物燃料的原料和基因工程生产生物产品的目标。美国能源部和各种研究实验室正在进行这样的工作。

研究指出,这些物种已被研究用于废水处理、生产生物质和作为水产养殖的饲料。利用基因工具,科学家已经控制了一个物种来增加脂肪的产生。

引用

Rutgers University. "How some algae may survive climate change: Green algae stole genes from bacteria to survive in harsh environments." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 September 2018.
www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180928081626.htm.

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