在地球這個生機勃勃的生態(tài)系統(tǒng)中,存在著許多神奇的微生物,固氮魚腥藻就是其中之一。這種藻類屬于藍(lán)藻門,是一種絲狀藍(lán)藻,在全球各地的淡水環(huán)境中廣泛分布。
從外觀上看,固氮魚腥藻呈現(xiàn)出絲狀,其細(xì)胞呈球形或橢圓形,通過串聯(lián)形成絲狀體。在顯微鏡下,它們猶如微觀世界里的精美珠鏈。然而,其真正神奇之處在于它的固氮能力。氮元素是生物生長所必需的重要營養(yǎng)元素之一,在植物的生長過程中扮演著關(guān)鍵角色。但空氣中的氮氣并不能直接被大多數(shù)生物利用,而固氮魚腥藻卻擁有一種特殊的固氮酶系統(tǒng),能夠?qū)⒖諝庵械牡獨廪D(zhuǎn)化為氨,這就相當(dāng)于在自己體內(nèi)建立了一座小型的 “氮肥工廠”。這一過程不僅為自身的生長和繁殖提供了充足的氮源,當(dāng)這些藻類死亡分解后,釋放出的氮元素還可以為周圍的水生生態(tài)系統(tǒng)提供豐富的養(yǎng)分,促進(jìn)其他生物的生長。
科學(xué)家們對固氮魚腥藻的研究已經(jīng)持續(xù)了多年,并且取得了一系列令人矚目的成果。在基因?qū)用?,研究人員已經(jīng)逐漸解析出了與固氮相關(guān)的基因序列和調(diào)控機制。這些發(fā)現(xiàn)有助于我們更深入地理解這種藻類是如何精確地控制固氮過程的,也為未來通過基因工程手段來優(yōu)化其他生物的固氮能力提供了寶貴的參考。
同時,對于固氮魚腥藻與周圍環(huán)境的相互作用研究也在不斷深入。研究發(fā)現(xiàn),它與水中的其他微生物、浮游生物以及水生植物之間存在著復(fù)雜的共生和競爭關(guān)系。例如,在一些稻田生態(tài)系統(tǒng)中,固氮魚腥藻可以和水稻形成一種互利共生的關(guān)系。它們在稻田的水層中固氮,所產(chǎn)生的含氮化合物可以被水稻根系吸收利用,從而減少了稻田對化學(xué)氮肥的依賴,既降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,又減少了化學(xué)肥料對環(huán)境造成的污染。
固氮魚腥藻在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,為可持續(xù)發(fā)展提供了新的途徑。
在農(nóng)業(yè)方面,除了上述提到的與水稻共生減少氮肥使用外,科學(xué)家們正在探索將固氮魚腥藻制成生物肥料的可能性。通過特殊的培養(yǎng)和加工技術(shù),將大量的固氮魚腥藻制成肥料產(chǎn)品,可以廣泛應(yīng)用于各類農(nóng)作物的種植中。這種生物肥料不僅環(huán)保,而且可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤的肥力和保水能力,長期使用有助于恢復(fù)和保持土壤的生態(tài)平衡。
在環(huán)境修復(fù)方面,固氮魚腥藻也有著獨特的優(yōu)勢。一些被污染的水域中,氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)超標(biāo),導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。固氮魚腥藻可以在這樣的環(huán)境中生長繁殖,通過吸收水體中的過量營養(yǎng)物質(zhì),降低水體中的營養(yǎng)鹽濃度,從而在一定程度上緩解水體富營養(yǎng)化問題。同時,在一些受到工業(yè)污染或其他人為活動破壞的濕地生態(tài)系統(tǒng)中,引入固氮魚腥藻可以幫助啟動生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程,促進(jìn)濕地植被的生長和整個生態(tài)系統(tǒng)的重建。
此外,固氮魚腥藻在能源領(lǐng)域也受到了關(guān)注。作為一種光合生物,它可以利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物質(zhì),同時進(jìn)行固氮作用??茖W(xué)家們正在研究如何更高效地利用固氮魚腥藻來生產(chǎn)生物燃料,例如通過發(fā)酵等技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為生物乙醇等可再生能源,為解決能源短缺和減少對化石燃料的依賴提供一種新的選擇。
固氮魚腥藻,這個曾經(jīng)被忽視的微小生物,如今正逐漸成為科學(xué)界和社會關(guān)注的焦點。隨著研究的不斷深入和應(yīng)用技術(shù)的逐步完善,它有望在未來為人類的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更加重要的作用,成為我們建設(shè)綠色家園的有力幫手。
The post 神奇的固氮魚腥藻:從科普到廣泛應(yīng)用的新征程 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>應(yīng)用方面:
生物肥料原料:微囊藻水華具有生物量大和蛋白質(zhì)含量高的特點,如果能在安全消除藻類毒素的前提下,可將其作為生產(chǎn)生物肥料的原料。其豐富的營養(yǎng)成分經(jīng)過處理后可以為農(nóng)作物提供養(yǎng)分,有助于提高土壤肥力和農(nóng)作物產(chǎn)量。
吸附劑:水華微囊藻可以用作重金屬吸附劑。研究發(fā)現(xiàn),水華微囊藻對重金屬離子如 Cu2+、Cd2 + 和 Ni2 + 等具有一定的吸附能力,能夠有效地去除水中的重金屬污染物。這為重金屬污水處理提供了一種潛在的生物處理方法。
生物活性成分提取:水華微囊藻中可能含有一些具有生物活性的成分,如多糖、多肽等,這些成分在醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。未來可以通過進(jìn)一步的研究和開發(fā),提取和利用這些生物活性成分。
水華微囊藻與其他藍(lán)藻相比,具有以下獨特的特點:
競爭優(yōu)勢:在與其他藻類競爭資源方面,水華微囊藻具有較強的競爭力。它能夠利用水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)快速生長繁殖,并且在光照、溫度等條件適宜時,能夠迅速占據(jù)生態(tài)位,成為水華的優(yōu)勢種。其他藍(lán)藻在資源競爭能力上可能相對較弱,或者在競爭中處于劣勢地位。
生態(tài)習(xí)性方面:
生境偏好:水華微囊藻廣泛分布于各種淡水水體中,對環(huán)境的適應(yīng)性較強,在富營養(yǎng)化的水體中尤其容易大量繁殖形成水華。而其他藍(lán)藻的生境偏好有所不同,例如螺旋藻多生長在堿性鹽湖中;顫藻在冷水管中也能滋生。
溫度適應(yīng)性:水華微囊藻在溫度較高的環(huán)境中生長優(yōu)勢明顯,適宜生長溫度一般在 28 – 32℃,當(dāng)夏季水溫上升時,其生長速度加快,容易形成優(yōu)勢種群。其他藍(lán)藻對溫度的適應(yīng)范圍和最適生長溫度可能與水華微囊藻不同,例如一些藍(lán)藻在溫度較低的環(huán)境中也能生存。
生理特性方面:
競爭優(yōu)勢:在與其他藻類競爭資源方面,水華微囊藻具有較強的競爭力。它能夠利用水體中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)快速生長繁殖,并且在光照、溫度等條件適宜時,能夠迅速占據(jù)生態(tài)位,成為水華的優(yōu)勢種。其他藍(lán)藻在資源競爭能力上可能相對較弱,或者在競爭中處于劣勢地位。
形態(tài)結(jié)構(gòu)方面:
群體形態(tài)及膠被特征:水華微囊藻通常形成肉眼可見的群體,群體形態(tài)多樣,可為球形、長圓形、不規(guī)則形等,并且具有柔軟且具有溶解性的無色膠被。這種膠被相對其他一些藍(lán)藻來說,質(zhì)地較為特殊,使得水華微囊藻群體在水中具有一定的穩(wěn)定性和獨特的形態(tài)特征。而其他藍(lán)藻的群體形態(tài)和膠被特征可能各有不同,例如色球藻屬的群體膠被較為明顯且有分層現(xiàn)象,顫藻屬則是絲狀形態(tài),沒有類似的明顯膠被結(jié)構(gòu)包裹群體。
細(xì)胞形狀及排列:水華微囊藻的細(xì)胞呈球形或長圓形,多數(shù)排列緊密。細(xì)胞個體相對較小,直徑一般在 3 – 7 μm。相比之下,念珠藻屬的細(xì)胞為球形、橢圓形、圓柱形等多種形狀,但它們通常以多細(xì)胞的絲狀體形式存在,細(xì)胞之間的排列方式與水華微囊藻的緊密排列有所不同。
假空泡特征:水華微囊藻細(xì)胞內(nèi)往往有氣泡(即假空泡),這是其較為突出的結(jié)構(gòu)特點之一。假空泡的存在可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的浮力,使水華微囊藻能夠在水體中自由漂浮,更好地獲取光照和營養(yǎng)物質(zhì)。其他藍(lán)藻中也有部分具有假空泡,但在數(shù)量、分布以及對細(xì)胞浮力的調(diào)節(jié)作用上可能與水華微囊藻存在差異。
The post 解讀水華微囊藻:科普價值與應(yīng)用前景的深度剖析 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>需要注意的是,銅綠微囊藻的生長和繁殖受到多種因素的影響,如水溫、光照、營養(yǎng)鹽等。在防治銅綠微囊藻時,需要綜合考慮這些因素,并采取相應(yīng)的措施。同時,也需要加強對銅綠微囊藻的監(jiān)測和研究,以便更好地了解其生態(tài)特征和危害,為防治工作提供科學(xué)依據(jù)。
銅綠微囊藻的應(yīng)用主要有以下幾個方面:
藻,看似平凡無奇,卻有著屬于自己的精彩世界。我們總是容易忽略那些影響藻成長的關(guān)鍵因素,而酸堿度,正是藻成長背后的那個神秘“幕后推手”。
當(dāng)水質(zhì)的酸堿度適宜時,藻仿佛被注入了活力源泉,它們能夠盡情地伸展、繁衍。在偏酸性或偏堿性的環(huán)境中,藻會展現(xiàn)出不同的生長狀態(tài)和特征。合適的酸堿度就如同為藻搭建了一個理想的舞臺,讓它們能夠自由起舞,釋放出生命的光彩。
但如果我們忽視了酸堿度的重要性,就可能導(dǎo)致藻的生長出現(xiàn)異常?;蚴巧L緩慢,或是難以存活。我們不能將這些問題簡單地歸結(jié)為藻本身的“缺陷”,而應(yīng)意識到是我們沒有為它們提供合適的環(huán)境條件。
深入探究藻與酸堿度的關(guān)系,我們會發(fā)現(xiàn)一個豐富多彩的生態(tài)世界。我們可以看到藻如何在酸堿度的微妙變化中適應(yīng)、調(diào)整,如何與周圍的環(huán)境相互作用。
所以,讓我們別再誤解藻,從重視酸堿度對它們成長的影響開始。只有當(dāng)我們真正理解了藻的需求,才能更好地與它們和諧共處,才能讓水域中的藻繼續(xù)為我們的生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)獨特的價值。去感受藻的神奇,去領(lǐng)悟酸堿度這一幕后推手的奧秘吧,我們將會對自然世界有更深刻的認(rèn)識和敬畏。
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注:本文圖片來源于 老蝦農(nóng)”小球藻怎么擴培!“
The post 別再誤解“藻”!為您揭秘成長背后的幕后推手 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>光照,是影響微藻生長的最重要環(huán)境因子之一。它對微藻的生長、繁殖、藻體顏色、細(xì)胞形態(tài)及胞外多糖積聚都有著重要的影響。
在這場無聲的對話中,光照就像是微藻的“指揮家”,引導(dǎo)著它們的生命節(jié)奏。當(dāng)光照充足時,微藻會充分吸收陽光中的能量,進(jìn)行光合作用,將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)和氧氣。在這個過程中,微藻會合成各種蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物,為自身的生長和繁殖提供所需的營養(yǎng)。
然而,光照并不是越多越好。當(dāng)光照強度過高時,微藻可能會受到光抑制,導(dǎo)致光合作用效率下降,甚至?xí)ζ渖L和生存造成不利影響。此外,光照時間和光照周期也會對微藻的生長和代謝產(chǎn)生影響。不同的微藻對光照的需求和適應(yīng)能力也有所不同,有些微藻喜歡強光環(huán)境,而有些微藻則更適應(yīng)弱光環(huán)境。
除了光照,溫度、營養(yǎng)物質(zhì)和其他環(huán)境因素也會對微藻的生長和代謝產(chǎn)生影響。因此,在培養(yǎng)微藻時,需要綜合考慮這些因素,為微藻提供適宜的生長環(huán)境。
總之,微藻與光照之間的關(guān)系是微妙而復(fù)雜的。了解光照對微藻的影響,對于我們更好地利用微藻資源、保護環(huán)境、開發(fā)新的生物技術(shù)等方面都具有重要的意義。讓我們不再誤解“藻”,而是通過深入研究和探索,更好地與它們進(jìn)行這場無聲的對話。
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The post 別再誤解“藻”!一場無聲的對話帶你了解真相! first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>藻,這一神奇而多樣的生物群體,遠(yuǎn)非如此簡單地被溫度所定義。誠然,20-30 度可能是不少常見藻種較為理想的生長區(qū)間,在這個溫度范圍內(nèi),它們能展現(xiàn)出良好的活力與生機,進(jìn)行著光合作用,為生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)著自己的力量。
但我們不能忽視的是,大自然的奇妙之處就在于其無盡的多樣性。在廣闊的天地間,存在著各種特殊環(huán)境下的藻。有些藻能夠在溫度遠(yuǎn)超 30 度的炎熱水域中倔強生長,它們以頑強的生命力對抗著高溫的挑戰(zhàn),發(fā)展出獨特的生存策略;而在寒冷的極地或者高海拔地區(qū),也有藻的身影,它們適應(yīng)著接近甚至低于 0 度的低溫,在冰天雪地中悄然綻放生命的色彩。
我們應(yīng)該以更開放的視角和更深入的探索去認(rèn)識藻。不要被固有觀念所束縛,要知道每一種藻都有著自己獨特的溫度適應(yīng)區(qū)間,都在各自的環(huán)境中演繹著屬于它們的精彩故事。
我們對藻的理解不應(yīng)局限于那看似約定俗成的 20-30 度,而應(yīng)去探尋它們在各種極端溫度下的秘密與奇跡。只有這樣,我們才能真正領(lǐng)略到藻世界的廣袤與神奇,才能更加全面地認(rèn)識和珍惜這些大自然賦予我們的奇妙生物。讓我們打破思維的藩籬,去重新審視那被我們誤解的藻與溫度的關(guān)系吧。
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The post 別再誤解“藻”!藻之溫度豈是20-30所能框定? first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>微藻,這看似微小的生物,對我們的皮膚有著諸多重要作用。首先,它具有出色的保濕功效。其所含的成分能夠深入肌膚底層,牢牢鎖住水分,讓皮膚時刻保持水潤盈澤,告別干燥與粗糙。
抗氧化作用更是微藻的一大亮點。在這個充滿自由基威脅的環(huán)境中,微藻宛如一位忠誠的衛(wèi)士,挺身而出與自由基對抗,有效減少它們對皮膚的傷害,從而延緩皮膚衰老的進(jìn)程,使肌膚保持年輕態(tài),細(xì)紋和皺紋的出現(xiàn)也得以減緩。
當(dāng)我們的皮膚受到外界刺激時,微藻又能發(fā)揮其舒緩作用。它可以安撫肌膚的不適,減輕炎癥反應(yīng),讓肌膚迅速恢復(fù)平靜與舒適。
同時,微藻還能助力皮膚細(xì)胞的修復(fù)與再生,使受損的肌膚能夠更快地恢復(fù)健康與活力。而且,它在提亮膚色方面也有著不凡的表現(xiàn),能逐漸改善暗沉,讓肌膚煥發(fā)出自然的光彩。
隨著對微藻研究的不斷深入,我們越發(fā)認(rèn)識到它對皮膚的重要性。它就像是大自然賦予我們的一份珍貴禮物,為我們的肌膚護理帶來新的希望和可能。讓我們盡情享受微藻帶來的護膚益處,讓肌膚綻放出更加美麗動人的光彩吧!
相信在未來,微藻在護膚界的地位將越發(fā)重要,為人們帶來更多的驚喜與改變。
The post “藻”知道:舞動在美容行業(yè)的神奇精靈 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>微藻富含多種營養(yǎng)成分,一些種類的微藻可作為營養(yǎng)補充劑。其所含的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等,能夠為人體提供必要的營養(yǎng)支持,有助于維持身體健康和促進(jìn)康復(fù)。
在藥物研發(fā)方面,微藻也有著重要的角色。研究人員發(fā)現(xiàn),某些微藻中含有具有生物活性的物質(zhì),這些物質(zhì)可能具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤等特性。通過深入研究和開發(fā),有望從中提取出新型藥物,為治療各種疾病提供新的途徑。
此外,微藻在醫(yī)學(xué)檢測中也能發(fā)揮作用。利用微藻對特定環(huán)境或物質(zhì)的敏感性,可以設(shè)計出靈敏的生物傳感器,用于疾病的早期診斷和監(jiān)測。
不僅如此,微藻在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也展現(xiàn)出一定的潛力。例如,在組織工程中,微藻及其提取物可能有助于促進(jìn)細(xì)胞生長和組織修復(fù)。
當(dāng)然,微藻在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于不斷探索和發(fā)展的階段。但不可否認(rèn)的是,它們?yōu)獒t(yī)學(xué)的進(jìn)步帶來了新的希望和可能性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和對微藻研究的深入,相信未來微藻將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮更加重要的作用,為人類的健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
讓我們持續(xù)關(guān)注“藻知道”,期待微藻在醫(yī)學(xué)舞臺上綻放更加絢爛的光彩。
The post “藻”知道:微藻在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>首先,絲狀藻可以增加土壤的肥力。它們能夠固定空氣中的氮元素,并將其轉(zhuǎn)化為可供植物吸收的形式,從而提高土壤的氮含量。這對于農(nóng)作物的生長和發(fā)育非常重要。
其次,絲狀藻還可以改善土壤的結(jié)構(gòu)。它們的絲狀結(jié)構(gòu)能夠增加土壤的通氣性和保水性,有助于根系的健康生長,同時還能減少土壤侵蝕。
此外,絲狀藻還具有一定的生態(tài)平衡作用。它們?yōu)橥寥乐械奈⑸锾峁┝藯⒑头敝车沫h(huán)境,促進(jìn)了土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
然而,需要注意的是,絲狀藻的生長也需要適當(dāng)?shù)墓芾?。過度生長的絲狀藻可能會對農(nóng)作物產(chǎn)生競爭,影響其生長。因此,合理控制絲狀藻的數(shù)量和分布是至關(guān)重要的。
總之,絲狀藻在農(nóng)業(yè)用地中具有多種好處。了解并合理利用它們,可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來可持續(xù)的發(fā)展。
The post 絲狀藻與農(nóng)業(yè)用地的秘密 first appeared on 上海光語生物科技有限公司.]]>藍(lán)藻模式物種Synechocystis sp. PCC 6803含有一個雙向NiFe氫化酶,HoxEFUYH。它既可以催化在黑暗的條件中產(chǎn)生氫氣(發(fā)酵產(chǎn)氫模式),也可以催化細(xì)胞由黑暗向光照轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生氫氣(光合產(chǎn)氫模式)(Gutekunst et al. 2014)。后者持續(xù)時間較短,隨后光合作用積累產(chǎn)生的氫氣會被HoxEFUYH氧化吸收,產(chǎn)生的電子很大可能會經(jīng)質(zhì)體醌PQ傳遞到光合電子傳遞鏈。一旦光合作用產(chǎn)生的氧氣富集,細(xì)胞就既不能產(chǎn)生氫氣也不能氧化吸收氫氣了。目前的研究模型認(rèn)為氧氣會在NiFe氫化酶的活性位點通過形成一個羥基(OH-)連接Ni離子和Fe離子進(jìn)而阻斷氫氣的循環(huán) (Caserta et al.2020)。由于它的易于失活,氫化酶被認(rèn)為是厭氧的。需要注意的是,這種氫化酶廣泛存在于藍(lán)藻中(Barz M, et al. 2010),而自然界的藍(lán)藻主要生活在有氧的條件中。此外人們還發(fā)現(xiàn)有氧條件下,氫化酶在藍(lán)藻Synechocystis中會持續(xù)表達(dá),體內(nèi)實驗也可以檢測到除完整氫化酶五聚體HoxEFUYH之外的其他子復(fù)合物。然而,至今未知這些子復(fù)合體是否履行某些功能。
本研究發(fā)現(xiàn)氫化酶大亞基中HoxH的缺失會使藍(lán)藻細(xì)胞不能在含有葡萄糖和精氨酸的有氧光照條件下生長。這個發(fā)現(xiàn)是令人驚訝的,因為氫化酶過去被是一種厭氧酶。在此條件下,野生型細(xì)胞中的完整的類囊體膜大部分消失,藻青素富集,PQ庫被高度還原,然而ΔhoxH突變體細(xì)胞會進(jìn)入一種類似休眠的狀態(tài),它不會像野生型細(xì)胞一樣有效地代謝有機碳源和氮源(葡萄糖和精氨酸)。而此時有氧的條件下,野生型細(xì)胞中也沒有檢測到氫氣產(chǎn)生。經(jīng)檢測,氫化酶并沒有精氨酸和葡萄糖氧化酶的功能,但對有氧條件下光合復(fù)合物的氧化還原狀態(tài)有影響。它可能短期作為一種電子閥來對葡萄糖和精氨酸的供應(yīng)快速響應(yīng),也可能長期擔(dān)負(fù)著將精氨酸和葡萄糖氧化產(chǎn)生的電子,經(jīng)NDH-1復(fù)合物,傳輸?shù)焦夂想娮觽鬟f鏈中的功能。但后者結(jié)論需要更多研究證據(jù)。此外,最近有體外研究發(fā)現(xiàn)氫化酶的一個獨特的特點是可以在NADP(H)、NAD(H)、ferredoxin和flavodoxin之間穿梭電子轉(zhuǎn)換。綜上,該研究結(jié)果顯示藍(lán)藻細(xì)胞在有氧條件下,需要依靠氫化酶維持代謝有機碳源和氮源的平衡,這個發(fā)現(xiàn)可能也解釋了自然界中“厭氧酶”氫化酶在有氧藍(lán)藻中廣泛存在的原因。
該研究由德國基爾大學(xué)(University of Kiel)和卡塞爾大學(xué)(University of Kassel)的Kirstin Gutekunst團隊完成。Heinrich Burgstaller博士作為論文第一作者。此外,美國國家可再生能源實驗室(NREL)的Paul W. King教授也參與了本研究。本研究是該團隊發(fā)現(xiàn)的第二例“厭氧酶”在有氧條件下仍發(fā)揮重要生理功能的現(xiàn)象,此前發(fā)現(xiàn)的參與丙酮酸脫羧反應(yīng)的PFOR酶在兼養(yǎng)生長時的重要功能機制發(fā)表于eLife (Wang Y, et al. 2022)。
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