Photonen- und Kohlenstoffbilanzen in Mikroalgen

Photonen- und Kohlenstoffbilanzen in Mikroalgen

Algenzellen nutzen Lichtenergie und Kohlenstoff zur Bildung von Biomasse. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass die Nutzungseffizienz sowohl der absorbierten Lichtenergie (Quanteneffizienz) als auch des assimilierten Kohlenstoffs für die Biomassebildung in den verschiedenen Algenklassen sehr unterschiedlich sein kann. Von Bedeutung sind hier u.a. Lichtschutzmechanismen, alternative Elektronenwege und Stoffwechselwege, die die Kohlenstoffverteilung und somit die Zusammensetzung und den Energiegehalt der gebildeten Biomasse bestimmen. Die Analyse der Energie- und Kohlenstoffverteilung in Algenzellen erfolgt mittels einer Kombination verschiedener Messmethoden, u.a. Chlorophyllfluoreszenz, O2/CO2-Gaswechselmessungen und Infrarot-Spektroskopie (FTIR). Diese ergeben dann ein Gesamtbild der Energie- und Kohlenstoffflüsse in einer Phytoplanktonzelle in Abhängigkeit unterschiedlicher abiotischer Faktoren (Lichtklima, Nährstoffversorgung, Temperatur, pH-Wert), aber auch als Ergebnis der Interaktion der Algen untereinander bzw. mit anderen Mikroorganismen. Die Kenntnis der zellulären Energie- und Kohlenstoffverteilung ist entscheidend für die Interpretation unterschiedlicher Wachstumsstrategien der planktonischen Algen, sowie für die Modellierung der Biomasseproduktion in Bioreaktoren bzw. der aquatischen Primärproduktion im Freiland.

Kontakt: Dr. Torsten Jakob

Weiterführende Literatur:

Grund M, Jakob T, Wilhelm C, Bühler B, Schmid A (2019) Electron balancing under different sink conditions reveals positive effects on photon efficiency and metabolic activity of Synechocystis sp. PCC 6803. Biotechnology for Biofuels 12:43

Wagner H, Jakob T, Fanesi A, Wilhelm C (2017) Towards an understanding of the molecular regulation of carbon allocation in diatoms: the interaction of energy and carbon allocation. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 372:20160410

Dunker S, Jakob T, Wilhelm C (2013) Contrasting effects of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa on the growth and physiology of two green algae, Oocystis marsonii and Scenedesmus obliquus, revealed by flow cytometry. Freshwater Biology 58:1573–1587

letzte Änderung: 22.11.2019