生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)強(qiáng)迫磷饑餓后藻類如何吸收磷

RUDN大學(xué)的生物學(xué)家研究了缺磷一段時間后微藻如何吸收磷，細(xì)胞分裂的速度以及以多磷酸鹽顆粒形式存在的磷的“內(nèi)部儲備”的產(chǎn)量如何變化。研究結(jié)果有助于發(fā)展磷肥廢水的生物技術(shù)方法。該研究發(fā)表在《藻類研究》雜志上。

許多可以存儲磷的微藻可以用作肥料，它們能夠從肥料和污水中提取營養(yǎng)，并將其重新引入循環(huán)中。因此，它們被認(rèn)為是目前主要使用細(xì)菌的生物污染處理系統(tǒng)的有希望的試劑。然而，迄今為止，藻類中磷同化的過程尚未得到很好的研究。

RUDN大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)系實驗室負(fù)責(zé)人Alexei Solovchenko調(diào)查了三種藻類細(xì)胞中的磷積累：小球藻(小球藻CCALA 256和IPPAS C-1)和副球藻kessleri(菌株CCALA 251)。。

在實驗的第一階段，生物學(xué)家研究了藻類如何受到磷饑餓的影響。他們在無磷的環(huán)境中培養(yǎng)了藻類。饑餓的主要標(biāo)志是細(xì)胞分裂的終止。此外，研究人員使用NMR光譜監(jiān)測了細(xì)胞中磷化合物和多磷酸鹽顆粒的儲量的減少。

在第二階段，生物學(xué)家將無機(jī)磷(Pi)添加到“饑餓”的培養(yǎng)物中，并固定了其吸收速率。測量表明吸收有兩個階段：快速(一到兩個小時)和緩慢(兩到四個小時)。在第一階段，細(xì)胞分裂尚未恢復(fù)，但磷含量已增加到細(xì)胞生物量的5%。將磷引入培養(yǎng)基后，聚磷酸鹽顆粒的含量立即開始增長，并在六小時后達(dá)到峰值。

在快速階段結(jié)束時，細(xì)胞分裂恢復(fù)，但磷吸收速率降低了約10倍。在此階段，多磷酸鹽顆粒的含量保持在同一水平，但是當(dāng)細(xì)胞分裂變慢并達(dá)到平穩(wěn)階段時即開始增長，也就是說，細(xì)胞分裂的速度變得大致恒定。因此，當(dāng)細(xì)胞建立其儲備時，在“饑餓”停止后發(fā)生密集的顆粒形成，并且當(dāng)磷用于“構(gòu)建” 時，當(dāng)細(xì)胞分裂恢復(fù)時幾乎停止。

生物學(xué)家使用X射線光譜和NMR分析了顆粒的結(jié)構(gòu)。事實證明，它類似于多股絞合電纜，即多磷酸多股絞合在一起的模塊，彼此堆疊在一起。

以前，已知VTC蛋白負(fù)責(zé)酵母中多磷酸鹽顆粒的“鋪設(shè)”。阿列克謝·索洛夫琴科(Alexei Solovchenko)和他的同事研究了微藻基因的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在藻類細(xì)胞中大量合成多磷酸鹽顆粒時，可以觀察到一種類似于VTC蛋白基因的基因表達(dá)的增加。這意味著VTC類似蛋白也參與綠色微藻的顆粒生物合成。

研究人員關(guān)于磷吸收的數(shù)據(jù)將有助于創(chuàng)建生物工程藻類菌株，該菌株可用于處理磷污染產(chǎn)生的廢水或生產(chǎn)肥料。

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容