Ауксенохлорелла - Auxenochlorella

Ауксенохлорелла
Научная классификация
Домен:
Эукариоты
Королевство:
Viridiplantae
Тип:
Хлорофита
Класс:
Trebouxiophyceae
Заказ:
Хлореллы
Семья:
Chlorellaceae
Род:
Ауксенохлорелла

(И. Шихира, Р. В. Краусс) Т. Калина, М. Пункочарова
Разновидность
Синонимы
  • Auxenochlorella (Shihira & R.W. Krauss) Kalina & Puncoch.

Auxenochlorella protothecoides, ранее известный как Хлорелла прототекоидес, это факультативный гетеротрофный зеленая водоросль в классе Trebouxiophyta известен своим потенциальным применением в биотопливо производство. Впервые он был охарактеризован как отдельный вид водорослей в 1965 г.[1] и с тех пор рассматривается как отдельный род от Хлорелла из-за потребности в тиамине (не путать с тимином) для роста.[2] Ауксенохлорелла был обнаружен в самых разных средах от кислой вулканической почвы в Италии до сока тополей в лесах Германии.[1] Его использование в промышленных процессах было изучено, так как высокое содержание липидов в водорослях во время гетеротрофного роста перспективно для биодизельного топлива; также было исследовано его использование для очистки сточных вод.[2][3]

Филогения

Ауксенохлорелла может характеризоваться трехламинарным слоем внешней стенки и отсутствием пиреноид.[4] Недавний филогенетический анализ прояснил его позицию по отношению к родственным штаммам.[5]

Промышленное применение

Биотопливо

Ауксенохлорелла имеет потенциал для производства биотоплива, поскольку может накапливать высокое содержание липидов в гетеротрофных условиях. В A. protothecoides геном был секвенирован и сравнен с двумя другими видами (С. variabilis и Coccomyxa subellipsoidea ).[6] Было обнаружено, что у него меньший размер генома, который кодирует меньше генов, меньше генов с несколькими копиями, меньше уникальных генов и меньше реаранжировок генома, чем у его близких родственников. Кроме того, были идентифицированы три гена, которые обеспечивают потребление глюкозы и, таким образом, гетеротрофный рост. Эти три Хлорелла-специфические гены-гексозо-протонный симпортер (HUP) -подобные гены, в дополнение к быстрому синтезу пирувата, активации фермента синтеза жирных кислот и подавлению фермента деградации жирных кислот, способствуют высокому содержанию липидов.[6]

Также было показано, что водоросли растут на множестве сред, включая глицерин, глюкозу и ацетат.[7] Одно исследование показало, что Ауксенохлорелла гетеротрофно синтезировано с максимальным содержанием сырых липидов 55,2% по сухому весу.[8] Отдельные исследования подтвердили, что большое количество лютеин, тип каротиноид которые могут быть использованы в качестве дополнительного источника топлива, также производятся.[9][10][11]

Ауксенохлорелла Производство биотоплива создает те же проблемы эффективности, что и другие виды водорослей, поскольку процессы пиролиза и сушки дороги и требуют много времени. Кроме того, исследования биотоплива, как правило, проводились с периодической культурой с подпиткой, чтобы водоросли поддерживали логарифмический фазовый рост и максимизировали урожайность, процесс, который может быть дорогостоящим в более крупных масштабах.

Очистки сточных вод

Отстой, образующийся на очистных сооружениях, может стать потенциальным источником питательных веществ для водорослей при производстве биодизеля, одновременно создавая экологически чистый процесс рециркуляции побочных продуктов очистных сооружений. За 6-дневный период Ауксенохлорелла удалось удалить 59% общего азота, 81% общего фосфора и 96% общего органического углерода из отходов при сохранении высокой производительности липидов.[12]

Более высокое производство биомассы может быть достигнуто с помощью гетеротрофный /миксотрофный ростовая смесь с использованием сточных вод и глицерина, полученного из биодизеля.[13] Однако содержание липидов в сточных водах может быть ниже, чем в синтетической среде. Таким образом, необходим анализ затрат и выгод, чтобы определить, когда может потребоваться добавление питательных веществ и когда они будут полезны для стимулирования роста водорослей. Биомасса, экстрагированная липидами, может использоваться для множества функций: биогаз производство, носитель биоудобрений, само биоудобрение, biochar производство и ингредиент в кормах для животных.[13] Сточные воды, обработанные микроводорослями, не могут быть безупречной питьевой водой, но они могут быть более подходящими для целей орошения. Кроме того, если сточные воды после сбора микроводорослей подвергаются процедурам очистки воды, это, как сообщается, снижает эксплуатационные расходы на процесс очистки воды.[13]

Рекомендации

  1. ^ а б Доктор медицины Гири в Guiry, M.D. & Guiry, G.M. 2013. AlgaeBase. Всемирное электронное издание, Национальный университет Ирландии, Голуэй. http://www.algaebase.org; обыск был произведен 19 апреля 2013 г.
  2. ^ а б Гао, Чуньфан; Чжай, Ян; Дин И и Ву Цинюй "Применение сладкого сорго для производства биодизеля гетеротрофными микроводорослями". Хлорелла прототекоидес. »Applied Energy 87.3 (2010): 756-761.
  3. ^ Питтман, Джон К., Эндрю П. Дин и Олумайова Осундеко. «Потенциал устойчивого производства водорослевого биотоплива с использованием сточных вод». Биоресурсные технологии 102.1 (2011): 17-25.
  4. ^ Huss, Volker AR; Чинилья, Клаудиа; Ченнамо, Паола; Коццолино, Сальваторе; Пинто, Габриэле и Поллио, Антонино «Филогенетические отношения и таксономическое положение хлореллоподобных изолятов из сред с низким pH (pH <3,0)». BMC Evolutionary Biology 2.1 (2002): 13.
  5. ^ Дариенко Т., Прешольд Т. (2015), «Генетическая изменчивость и таксономическая ревизия рода Auxenochlorella (Shihira et Krauss) Kalina et Puncocharova (Trebouxiophyceae, Chlorophyta)». Journal of Phycology, 51: 394–400. DOI: 10.1111 / JPY.12279
  6. ^ а б Гао К., Ван Й., Шен Й., Янь Д., Хе Х., Дай Дж. И др. (2014). Механизмы накопления масла маслянистой микроводорослью Хлорелла прототекоидес раскрывается через его геном, транскриптомы и протеомы. BMC Genomics (2014) 15: 582–595.
  7. ^ Гилл, Саба Шахид; Мехмуд, Мухаммад Аамер; Рашид, Умер; Ибрагим, Мухаммад; Сакиб, Анам и Ризван, Мухаммад «Очистка сточных вод в сочетании с производством биодизеля с использованием микроводорослей: подход к биопереработке». Пакистанский журнал жизни и социальных наук 11.3 (2013): 179-189.
  8. ^ Эредиа-Арройо, Тамарис, Вэй Вэй и Бо Ху. «Накопление нефти через гетеротрофные / миксотрофные Хлорелла прототекоидес. »Прикладная биохимия и биотехнология 162.7 (2010): 1978–1995.
  9. ^ Сюй, Хань, Сяолин Мяо и Цинюй У. «Производство высококачественного биодизеля из микроводоросли. Хлорелла прототекоидес путем гетеротрофного роста в ферментерах. "Journal of Biotechnology 126.4 (2006): 499-507.
  10. ^ Ши, Сиань-Мин; Лю, Хуэй-Цзюнь; Чжан, Сюэ-Ву и Фэн Чен «Производство биомассы и лютеина с помощью Хлорелла прототекоидес при различных концентрациях глюкозы в гетеротрофных культурах ». Process biochemistry 34.4 (1999): 341-347.
  11. ^ Ши, X. М. и Ф. Чен. «Производство и быстрое извлечение лютеина и других жирорастворимых пигментов из Хлорелла прототекоидес выращены в гетеротрофных и миксотрофных условиях ». Food / Nahrung 43.2 (1999): 109-113.
  12. ^ Ши, Сиань-Мин; Лю, Хуэй-Цзюнь; Чжан, Сюэ-Ву и Чен, Фэн "Гетеротрофное производство лютеина избранными Хлорелла штаммы ". Журнал прикладной психологии 9.5 (1997): 445-450.
  13. ^ а б c Чжоу, Вэнгуан; Ли, Йеконг; Мин, Мин; Ху, Бинг; Чжан, Хун; Ма, Сяочэнь; Ли, Лян; Ченг, Яньлин; Чен, Пол и Руан, Роджер «Выращивание микроводорослей из сточных вод. Auxenochlorella protothecoides UMN280 на концентрированных городских сточных водах для одновременного удаления биогенных веществ и производства энергетического сырья »Applied Energy 98 (2012): 433-440.

внешняя ссылка