2019年11月26日，由RUDN大學發(fā)布

RUDN大學的生物學家們研究了微藻在缺磷一段時間后是如何吸收磷的，細胞分裂的速率以及以聚磷酸鹽顆粒形式存在的磷的“內部儲備”的產生是如何變化的。研究結果有助于開發(fā)生物技術處理磷肥廢水的方法。這項研究發(fā)表在《藻類研究》雜志上。

許多可以儲存磷的微藻可以用作肥料——它們可以從肥料和污水中提取營養(yǎng)，將它們重新引入循環(huán)。因此，它們被認為是一種很有前途的生物污染處理系統(tǒng)的藥劑，目前主要用于細菌。然而，藻類中磷的同化過程至今研究較少。

RUDN大學農業(yè)生物技術系實驗室主任Alexei Solovchenko研究了三種藻類:小球藻(藻株CCALA 256和IPPAS C-1)和凱氏擬小球藻(藻株CCALA 251)細胞中磷的積累情況。

在實驗的第一階段，生物學家研究了藻類受磷缺乏的影響。他們在不含磷的環(huán)境中培養(yǎng)藻類。饑餓的主要標志是細胞分裂的終止。此外，利用核磁共振波譜，研究人員監(jiān)測了細胞中磷化合物和聚磷酸鹽顆粒的減少。

在第二階段，生物學家將無機磷(Pi)添加到“饑餓”培養(yǎng)基中，并固定其吸收速率。測量表明，有兩個階段的吸收:快(1到2小時)和慢(2到4小時)。在第一階段，細胞分裂尚未恢復，但磷含量已增加到細胞生物量的5%。當磷被引入培養(yǎng)基后，多聚磷酸鹽顆粒的含量立即開始增長，并在6小時后達到峰值。

在快速階段結束時，細胞繼續(xù)分裂，但磷的吸收速率降低了約10倍。多聚磷酸鹽顆粒在這一階段的含量保持不變，但當細胞分裂減慢并達到穩(wěn)定期時開始增長，即細胞分裂率近似穩(wěn)定。因此，密集的顆粒形成發(fā)生在“饑餓”停止后，當細胞創(chuàng)造了它們的儲備，當細胞分裂重新開始時幾乎停止，因為磷被用于“建設”。

生物學家利用x射線光譜和核磁共振分析了這些顆粒的結構。結果證明，它就像一根由聚磷酸鹽組成的鋼纜，一層一層地堆疊在一起。

以前，人們知道VTC蛋白負責在酵母中“產”聚磷酸鹽顆粒。Alexei Solovchenko和他的同事研究了微藻基因的表達，發(fā)現其中一個基因的表達增加，與VTC蛋白的基因類似，是在藻類細胞中密集合成聚磷酸鹽顆粒時觀察到的。這意味著類似VTC的蛋白質也參與了綠藻顆粒的生物合成。

研究人員關于磷吸收的數據將有助于創(chuàng)造生物工程藻類藻株，用于處理磷污染廢水或生產化肥。

本文轉自：藻類生態(tài)鏈