兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:16 AM
Grok:
"背景:為何需要人工固碳系統?
傳統植物碳固定主要依賴天然的卡爾文-本森-巴沙姆循環(Calvin-Benson-Bassham cycle,簡稱CBB循環或Calvin cycle)。這是地球上所有植物的主要碳固定途徑,將大氣中的CO₂轉化為有機物,用於植物生長。然而,CBB循環效率不高:在合成脂質、植物激素和代謝物(如乙醯輔酶A,acetyl-CoA)時,會損失約三分之一的碳"
中研院首創二碳植物,提升固碳率登《科學》期刊
兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:17 AM
"McG循環的原理
McG循環是一種合成的CO₂固定途徑,設計靈感來自天然代謝途徑的優化。它與CBB循環並行運作,形成「雙循環」固碳系統。主要特點包括:
輸入與輸出:以3-磷酸甘油酸(3PG)或乙醇酸(glycolate)作為輸入,固定額外碳原子。當輸入為3PG時,可固定一個額外碳;當輸入為glycolate時,則無碳損失,直接輸出可用於脂質生產的二碳分子。
酶促反應:需引入六種異源酶(heterologous enzymes)至植物葉綠體中,實現循環運作。這些酶將廢棄碳重新利用,避免傳統循環中的損失。"
兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:18 AM
"此循環的「人工」性質在於它是透過基因工程設計的,並非天然存在,而是基於計算生物學和代謝工程優化而成"
兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:18 AM
"McG循環的引入帶來多項優勢,尤其在資源有限的環境中:
提升碳固定效率:可將植物碳吸收能力提高一倍以上,減少碳損失。
促進植物生長:工程植物生長更快、體積更大(乾重可增加至3倍),葉片和種子數量增多,脂質含量更高。這有助於提高作物產量,而無需額外水資源或肥料。
環境應用:作為人工固碳系統,可應用於轉基因作物,增強全球碳捕獲能力,支援聯合國永續發展目標(SDGs)和淨零排放計劃。
經濟潛力:增加種子產量和脂質(如用於生物燃料),有利於農業和能源產業。"
兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:19 AM
"雖然前景樂觀,但挑戰包括:
基因工程監管:轉基因植物需通過安全評估,尤其在農業應用中。
規模化應用:從實驗室到田間需進一步驗證耐逆境能力。"
兔子狼
@wolfs
Wed, Sep 17, 2025 6:20 AM
"2025年9月,台灣研究團隊在模式植物阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)中成功建立McG循環。實驗結果顯示:
轉基因植物的生物質(biomass)顯著增加,種子產量和脂質含量優於野生型。
該系統不影響植物的正常生理,證明其穩定性。
研究發表於權威期刊,團隊強調這是「雙循環固碳系統」的首例,未來可擴展至水稻、玉米等重要作物"
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"背景:為何需要人工固碳系統?
傳統植物碳固定主要依賴天然的卡爾文-本森-巴沙姆循環(Calvin-Benson-Bassham cycle,簡稱CBB循環或Calvin cycle)。這是地球上所有植物的主要碳固定途徑,將大氣中的CO₂轉化為有機物,用於植物生長。然而,CBB循環效率不高:在合成脂質、植物激素和代謝物(如乙醯輔酶A,acetyl-CoA)時,會損失約三分之一的碳"
McG循環是一種合成的CO₂固定途徑,設計靈感來自天然代謝途徑的優化。它與CBB循環並行運作,形成「雙循環」固碳系統。主要特點包括:
輸入與輸出:以3-磷酸甘油酸(3PG)或乙醇酸(glycolate)作為輸入,固定額外碳原子。當輸入為3PG時,可固定一個額外碳;當輸入為glycolate時,則無碳損失,直接輸出可用於脂質生產的二碳分子。
酶促反應:需引入六種異源酶(heterologous enzymes)至植物葉綠體中,實現循環運作。這些酶將廢棄碳重新利用,避免傳統循環中的損失。"
提升碳固定效率:可將植物碳吸收能力提高一倍以上,減少碳損失。
促進植物生長:工程植物生長更快、體積更大(乾重可增加至3倍),葉片和種子數量增多,脂質含量更高。這有助於提高作物產量,而無需額外水資源或肥料。
環境應用:作為人工固碳系統,可應用於轉基因作物,增強全球碳捕獲能力,支援聯合國永續發展目標(SDGs)和淨零排放計劃。
經濟潛力:增加種子產量和脂質(如用於生物燃料),有利於農業和能源產業。"
基因工程監管:轉基因植物需通過安全評估,尤其在農業應用中。
規模化應用:從實驗室到田間需進一步驗證耐逆境能力。"
轉基因植物的生物質(biomass)顯著增加,種子產量和脂質含量優於野生型。
該系統不影響植物的正常生理,證明其穩定性。
研究發表於權威期刊,團隊強調這是「雙循環固碳系統」的首例,未來可擴展至水稻、玉米等重要作物"