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分享 Pn的迅速增加和二氧化碳浓度的增加并不是线性关系: soil17 2012-9-17 14:38; 　在过去几十年内，全球二氧化碳浓度增高的现象以及其造成的全球变暖的趋势逐渐为世界所认识并受到严重关注。二氧化碳检测仪对全球二氧化碳含量进行统一的测量，发现从1970年到2004年，二氧化碳的排放量增加了80%（1990 年到 2004 年增加了 28%）。现在大气平均二氧化碳浓度已达到 380 parts per million (ppm)。按照以往的增长速度，人们预测至本世纪末二氧化碳的浓度将上升至目前的两倍左右。　　二氧化碳浓度快速升高也促使研究者去分析植物是如何响应这种变化的从而更好地了解其对各种重要农作物的影响。在过去的二十年内，二氧化碳对植物的影响也成为了一个研究热点。其研究主要集中于对 C3 植物包括一些重要农作物如水稻、小麦、棉花等的生长和产量方面的研究。二氧化碳浓度的升高对植物的三大生理过程：光合作用、呼吸作用、蒸腾作用都有影响。大量研究试图通过对植物生理水平的分析来解释植物是如何响应高浓度二氧化碳的。但是由于植物响应高浓度二氧化碳是一个十分复杂的过程，其中涉及到了很多的调节蛋白、信号转导的组分和其他一些生物分子，所以从生理水平上研究得到的信息非常有限。而蛋白质是直接负责细胞功能和表型的，也是植物各种代谢过程包括对外界信号响应的执行者。因此，蛋白质组学为研究植物响应高浓度二氧化碳的机制提供了一条很好的途径。　　水稻是一种单子叶的模式植物，其全基因组序列已经得到，而且有关水稻蛋白质组学的研究也比较成熟，其各个器官、组织的蛋白质组学都有报道。但是至今还没有用蛋白质组学的手段来分析植物对高浓度二氧化碳响应的研究报道。本实验是对这一领域的首次研究，主要分析了水稻幼苗对高浓度二氧化碳的快速响应（即短期影响）。将在 380ppm 二氧化碳浓度(即大气环境中二氧化碳的浓度)下生长10天的水稻(Oryza sativa L. ssp Indica cv. 93-11)幼苗分别用 760ppm（2x）、1140ppm（3x）、1520ppm（4x）浓度的二氧化碳连续处理各 24 小时，收集水稻幼苗的叶片作为处理样品，而以相应的未经处理的水稻幼苗（即在 380ppm 浓度二氧化碳下生长的水稻幼苗）作为对照样品。Hoagland 培养液每两天更换一次。本实验使用二氧化碳检测仪分别对对照和处理的水稻进行气体交换数据测定，测定对象为从上往下数第二片叶子。主要测定的生理指标有净光合速率（Pn)，气孔导度（Gs），胞间二氧化碳浓度（Ci）和蒸腾速率（E）。蛋白样品制备采用改良的TCA/Acetone 方法，独立进行三次蛋白提取，然后将样品混合以减小组内误差。接下来进行二维电泳，总共 6 块凝胶（3 个对照和 3 个处理样品）一起同时进行二维电泳以确保得到最大的重复性。用Blue Silver方法 (改良的 CBB染色方法)来对蛋白质点进行染色。用 UMAX PowerLook 2100XL 扫描仪对凝胶进行扫描。然后用对凝胶图像分析。每个样品选取三块重复性最好的凝胶进行分析。配比上的蛋白点都经过了手工检查。蛋白丰度用 Vol%来衡量。经过统计分析，只有 p-value 小于 0.01 的蛋白点才被认为是差异蛋白。用 MALDI-TOF/TOF-MS 或者 MS/MS 鉴定差异蛋白点，得到的相关肽段信息再用MASCOT (Matrix Science) 软件在 NCBInr/Swiss-Prot 数据库中搜索从而鉴定出这些蛋白。　　生理指标的结果表明，Pn、Gs、 Ci/Ca 和 E在 1140 ppm 二氧化碳浓度下达到最高，然而继续在 1520 ppm下处理 24小时后，则出现下降。Gs 和 E 的变化趋势一致，因为它们都依赖于气孔的变化。总体说来，在三天的处理中对照样品的 Gs 在下降；对照样品在 2x 下下降了18%，在3x 下上升了 38%，而在4x 下又下降了 14.4%。相似的， E 也是开始时下降了15.5%，然后又上升了 28%，然后又下降了 4.5%。胞间二氧化碳浓度用 Ci/Ca表示 (Ca: 空气中 CO2浓度)，在 2x 下有少许上升，在 3x 和 4x 下增加了 20%和 38%。Pn, Gs, Ci/Ca 和 E的变化情况。当把对照样品又放在正常二氧化碳浓度下，Pn 值又会下降，即 Pn 是可逆的。CO2是植物光合作用的底物和碳源。碳固定是受到 Rubisco 的调节的。　　Rubisco是叶片中丰度最高的蛋白，占了可溶蛋白的 50%以上。像其他的C3植物一样， CO2记录仪二氧化碳浓度的增加会导致水稻 Pn 的增加，但随着对二氧化碳浓度的适应其 Pn 值也会逐渐降低以达到动态平衡。然而，从我们的数据可以看出Pn的迅速增加和二氧化碳浓度的增加并不是线性关系。在小麦中，当二氧化碳浓度增加到 1000 ppm 时，Pn 和生物量显著增加，暗呼吸速率下降；而当二氧化碳浓度增加到 2600ppm时，则出现相反的现象。; 个人分类: http://www.grainyq.com/粮油仪器|568 次阅读|0 个评论

分享二氧化碳做燃料: 水火既济 2012-4-7 17:07; 二氧化碳在光合作用下（光合作用就是微核反应的一种形式）通过蓝藻产生异丁醇；异丁醇就是一种碳水化合物，可以作为燃料。异丁醇气体具有沸点低，承压力强的特点，容易从系统中分离。将二氧化碳气体注入盛有水的蓝藻容器内，在光合作用（微核反应）下，蓝藻吸收二氧化碳，产生糖类以及蛋白质和脂肪生成异丁醇气体。将异丁醇采集就可以作为液体或者气体燃料适用。这种制备可以设置在火力发电站的附近，将火力发电所要排放的二氧化碳气体注入到盛有水的蓝藻大型容器内，进行转化制备燃料。即减少了二氧化碳气体的排放，又获得了新的能源。也可以将其进入家庭，将日常的石化能源的用火所产生的二氧化碳气体收集注入家庭式的小型蓝藻水容器内，获得异丁醇气体，而反复循环使用。二氧化碳可以转为为其他燃料的途径很多，今后星际太空旅行的推进剂燃料，就可以考虑将二氧化碳气体进行转化而获得，因为二氧化碳气体在其他星球也广泛存在。; 1038 次阅读|0 个评论

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