关于微藻增殖及其碳封存潜力对可持续性影响的系统评价

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Systematic review on proliferation of microalgae and carbon sequestration potential for sustainability

微藻因其高效光合作用、快速生物量积累和适应多样性环境的能力，成为碳中和与可持续发展的重要战略资源。研究系统评估了微藻碳固定潜力（0.06-2.57 g L?1 d?1）、培养系统效率（生物膜反应器最优）、环境因素影响及基因编辑提升（如Chlamydomonas reinhardtii碳固定效率提升35%），并探讨其在生物能源、营养保障、医药（如Dunaliella bardawil抗炎应用）、生物肥料（Anabaena spp.）、工业产物（Haematococcus lacustris）及废水处理（Scenedesmus spp.）等领域的综合应用价值。

　　

摘要

大气中二氧化碳浓度的上升凸显了采取碳减排策略的必要性。微藻因其卓越的光合作用效率、快速的生物量生产能力以及对多种环境条件的适应性，成为一种有前景的天然解决方案。它们满足了多项可持续发展目标（SDG-02、06、07、09、12和13）的要求。本研究探讨了不同微藻的碳封存潜力，以及各种微藻培养系统、影响培养的因素、基因干预措施和基于这些技术的应用。研究发现，不同微藻菌株的碳封存潜力在0.06至2.57克/升·天之间变化，其中Haematococcus pluvialis的碳封存速率最高（2.57克/升·天）。在各种微藻培养系统中，生物膜反应器和混合反应器设计被评估为效率更高。研究还详细比较了影响碳固定能力的环境和操作因素，并从定量和定性的角度探讨了通过基因干预提高微藻生产力的方法。Chlamydomonas reinhardtii在基因干预后显示出碳固定能力（增加35%）和生物量生产（增加25%）的提升。此外，微藻在工业领域有多种应用：在生物能源生产中，Desmodesmus属和Nannochloropsis oceanica等物种应用广泛；Spirulina platensis和Chlorella variabilis则有助于保障粮食安全。Dunaliella bardawil和Chlamydomonas reinhardtii在制药领域也有应用，例如用于开发抗炎药物。另外，Anabaena属和Nostoc属等微藻可用作生物肥料；Dunaliella bardawil和Haematococcus lacustris用于工业生物制品的生产；Scenedesmus属和Chlorella属则可用于废水处理。

图形摘要

大气中二氧化碳浓度的上升凸显了采取碳减排策略的必要性。微藻因其卓越的光合作用效率、快速的生物量生产能力以及对多种环境条件的适应性，成为一种有前景的天然解决方案。它们满足了多项可持续发展目标（SDG-02、06、07、09、12和13）的要求。本研究探讨了不同微藻的碳封存潜力，以及各种微藻培养系统、影响培养的因素、基因干预措施和基于这些技术的应用。研究发现，不同微藻菌株的碳封存潜力在0.06至2.57克/升·天之间变化，其中Haematococcus pluvialis的碳封存速率最高（2.57克/升·天）。在各种微藻培养系统中，生物膜反应器和混合反应器设计被评估为效率更高。研究还详细比较了影响碳固定能力的环境和操作因素，并从定量和定性的角度探讨了通过基因干预提高微藻生产力的方法。Chlamydomonas reinhardtii在基因干预后显示出碳固定能力（增加35%）和生物量生产（增加25%）的提升。此外，微藻在工业领域有多种应用：在生物能源生产中，Desmodesmus属和Nannochloropsis oceanica等物种应用广泛；Spirulina platensis和Chlorella variabilis则有助于保障粮食安全。Dunaliella bardawil和Chlamydomonas reinhardtii在制药领域也有应用，例如用于开发抗炎药物。另外，Anabaena属和Nostoc属等微藻可用作生物肥料；Dunaliella bardawil和Haematococcus lacustris用于工业生物制品的生产；Scenedesmus属和Chlorella属则可用于废水处理。

图形摘要