能源是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的重要問題之一。微藻通過光合作用積累生物量和油脂，可用于生產(chǎn)新型清潔能源，是第三代生物燃料的基礎(chǔ)。中國科學(xué)院水生生物研究所研究員王強(qiáng)學(xué)科組從2011年起與中國石化石油化工科學(xué)研究院22室主任榮峻峰合作，開展了“微藻生物能源”及“能源微藻油脂代謝及能量信號(hào)調(diào)控機(jī)制”的研究，取得了一系列成果。
首先，該學(xué)科組通過信息學(xué)和文獻(xiàn)計(jì)量的方法，對(duì)1900-2015年期間所有微藻生物能源及其在工業(yè)煙氣減排中的應(yīng)用相關(guān)的文獻(xiàn)和專利進(jìn)行系統(tǒng)的分析，認(rèn)為生產(chǎn)和研究過程中的高成本仍然是長(zhǎng)期制約微藻生物能源工業(yè)化應(yīng)用的主要因素，并提出三點(diǎn)建議：(1)必須有持續(xù)的不間斷的資金投入和政策支持；(2)對(duì)微藻基礎(chǔ)生物學(xué)問題的研究比戶外大規(guī)模的示范性研究更有成本效益；(3)微藻技術(shù)在工業(yè)煙氣減排結(jié)合污水處理過程和能源方面的應(yīng)用將是一個(gè)重要出口(appliedenergy2015；frontiersinenergyresearch2014)。
該學(xué)科組開展了大量的微藻基礎(chǔ)生物學(xué)研究，通過對(duì)能源微藻產(chǎn)油過程研究，提出微藻缺氮誘導(dǎo)產(chǎn)油與光合作用氧化脅迫的偶聯(lián)機(jī)制和可能的環(huán)式電子傳遞對(duì)油脂合成所需atp的供應(yīng)機(jī)制(plosone2013；frontiersinenergyresearch2015)，發(fā)現(xiàn)ca2+對(duì)微藻誘導(dǎo)產(chǎn)油過程的響應(yīng)和調(diào)控(plantcellphysiology2014)。
近期，該學(xué)科組還使用模式綠藻chlamydomonasreinhardtii進(jìn)一步驗(yàn)證了上述過程，提出缺氮脅迫顯著抑制光合作用線性磷酸化和呼吸磷酸化及相應(yīng)atp生物合成的情況下，ca2+介導(dǎo)的光合作用環(huán)式磷酸化為缺氮誘導(dǎo)的微藻油脂生物合成過程提供能量，初步形成了綠藻中性脂生物合成的調(diào)控模型(scientificreports2015)。
上述研究得到了“973”計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、水生所知識(shí)創(chuàng)新工程青年人才領(lǐng)域前沿項(xiàng)目和中石化委托開發(fā)項(xiàng)目的資助。