超越二氧化碳：将碳酸氢盐、动态碳形态变化及化学计量弹性纳入藻类生长模型

《Biotechnology and Bioengineering》：Beyond CO2: Incorporating Bicarbonate, Dynamic Carbon Speciation, and Stoichiometric Plasticity Into Algal Growth Models

　　

摘要

为了减少大气中的碳排放，人们提出了通过光自养栽培藻类来吸收二氧化碳的生物碳捕获系统设计。虽然已经提出了多种模型来预测藻类生长与营养物质之间的关系，但很少有模型深入研究个别无机碳物种对藻类生长复杂动态反应的影响。在这项工作中，研究人员基于受无机碳限制的特定生长率建立了动态藻类生长模型，并将这些模型中的二氧化碳（CO₂）、碳酸氢盐（HCO₃^?）和碳酸盐（CO₃^2?）作为潜在底物，与批式反应器和封闭反应器实验数据进行了比较。该模型考虑了无机碳物种转化的动态速率，而非平衡状态，并且藻类生物量比值也考虑了藻类对营养物质浓度的适应性。在分析了8种模型后，包含CO₂和HCO₃^?作为可替代底物的模型得到了文献的最大支持，并为一系列实验数据提供了最准确的无机碳浓度、生物量和pH值估计。这些结果为预测藻类生长和碳形态提供了可靠的框架，从而为在碳限制、低光照和高pH条件下的藻类栽培系统的设计和运行提供了依据。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者索取。