溶解性有机胺强化微藻固碳
刘景超1
王雅琴1
白丽菊1
陆诗建2
陈思铭2
唐华1
1.青岛大学环境与地理科学学院,山东青岛 2660712.中国矿业大学江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学碳中和研究院,江苏徐州 221116
摘要：二氧化碳(CO2)微藻固定技术作为一种兼具温室气体减排与低碳经济发展双重优势的技术方案,在缓解气候变化和开发可持续能源领域展现出重要潜力.然而,该技术的规模化应用受限于CO2固定效率不足的瓶颈问题.系统评估了 6种胺类溶剂:单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、2-(2-氨乙基氨基)乙醇(AEEA)和二乙烯三胺(DETA),对海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)CO2固定效率及生物质产出的影响.在模拟烟气条件(15％CO2+85％N2)下,50 mg/L AMP的添加表现出最优性能,其生物质峰值质量浓度(1.04 g/L)与CO2固定效率(292.8 mg/(L·d))较空白组分别提升21.7％和44.5％.AMP、TEA和DEA可显著促进脂质积累,质量分数分别达到45.94％、44.88％和44.48％(以细胞干重计,DCW),高于空白对照组的41.51％DCW.通过超氧化物歧化酶(SOD)活性分析发现,胺类溶剂的添加虽诱导了微藻防御机制,但未对藻细胞造成显著损伤,其中AMP的细胞毒性最低(SOD活性为6.1 U/mg).转录组学分析进一步揭示了 AMP调控微藻碳代谢的分子机制.AMP作用显著上调了磷酸甘油酸激酶(PGK)和二氢二醇脱氢酶(DHDH)等关键酶的基因表达,从而协同促进了 CO2固定与脂质合成途径.基于京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库的通路富集分析表明,糖酵解/糖异生、不饱和脂肪酸生物合成及光合固碳等代谢通路显著富集,为AMP的促生长效应提供了理论依据.此外,氮代谢相关基因(如硝酸盐转运蛋白NRT和硝酸还原酶NR)的上调,进一步优化了微藻的碳氮代谢平衡,支持了 AMP作用下的微藻快速生长.研究结果不仅证实了溶解性有机胺类吸收剂在微藻固碳中的增效作用,还通过多组学联用阐明了其分子调控网络,为开发高效、低毒的CO2生物转化技术提供了新思路.
关键词：二氧化碳固定微藻胺类吸收剂脂质积累转录组分析
分类号：X701(一般性问题)
资助基金：国家自然科学基金(52006112)徐州市重点研发计划(社会发展)资助项目(KC23293)中国博士后科学基金资助项目(2023M743768)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 76-88 )
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