得益于這些晶體，加上“骨骼”中的杯狀形狀和圓柱形結構，3D打印的珊瑚在吸收光線并將光線引導到藻類上的效果要比真實的珊瑚好得多。事實上，當一種名為Marinichlorella kaistiae的商業(yè)微藻菌株被納入材料中時，這種藻類在標準液體生長介質中生長的密度是天然珊瑚上的100倍。

現(xiàn)在研究人員希望，一旦進一步發(fā)展，該技術可被用于緊湊型、更高效的生物反應器中，種植藻類，用于生物燃料。此外，它可能會幫助科學家們開發(fā)出緩解珊瑚白化的新技術，通過更好地了解珊瑚和它們的生命藻類之間的關系–在白化事件中，這種藻類會被珊瑚“驅逐”出去。

這種生物相容性的合成珊瑚是通過劍橋大學和加州大學圣迭戈分校的研究人員合作生產(chǎn)的。他們利用了一種基于光的快速生物打印技術，可以在幾分鐘內(nèi)制造出微米級分辨率的物體。每一塊打印出來的珊瑚都包含一個“骨骼”，支撐著被描述為 “類似珊瑚的組織 “?！肮趋馈庇梢环N稱為PEGDA的生物相容性聚合物凝膠制成，其中加入了纖維素納米晶體。同時，該組織由一種名為GelMA的明膠基聚合物水凝膠組成，它與活的藻類細胞和更多的纖維素納米晶體結合在一起。

這項研究在最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上的一篇論文中進行了描述。

原文鏈接：https://www.cnbeta.com/articles/science/965995.htm

海南南海熱帶海洋研究所首次在世界上培養(yǎng)成功共生的原綠藻 (Prochloron didamni?Lewin) , 該藻屬于原綠藻門, 為該門目前僅有的一個共生物種。由于它的特殊性, 全世界在此之前都還沒有人讓它離開宿主培養(yǎng)成功。

1975年美國藻類學家Lewin在海鞘的泄殖腔內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)原綠藻, 此后在世界其他熱帶海域先后發(fā)現(xiàn)該藻, 中國著名藻類學家曾呈奎院士1975年晚于Lewin教授在西沙發(fā)現(xiàn)該藻, 后來還做了超顯微結構的研究。Lewin根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)并結合曾呈奎的有關建議, 在1976年提出了藻類分類的一個新門:原綠藻門, 并建立了原綠藻綱、原綠藻目、原綠藻科、原綠藻屬, 并定名該物種為原綠藻 (Prochloron didamni?Lewin) 。

通過超顯微結構研究發(fā)現(xiàn)該藻處于藍藻和綠藻之間, 與藍藻一樣沒有細胞核, 細胞壁是4層, 是典型的原核藻類。但是它又有不同于藍藻的特點, 具有與綠藻相同的結構:沒有藻膽體、核質分布在光合膜之間, 具有與綠藻葉綠體相同的結構。

自20世紀80年代起, 科學家們又從海洋中發(fā)現(xiàn)自由生存的原綠球藻 (Prochlorococcus) 和淡水多細胞的原綠藻 (Prochlorothrix) 。原綠球藻作為一種自由存在于海水中的藻類已經(jīng)培育成功, 但作為共生的原綠藻, 至今還沒有培育成功的先例。

20世紀70年代原綠藻的發(fā)現(xiàn), 在藻類學界引起巨大的影響。原綠藻在藻類的進化上具有重要的意義。根據(jù)化石, 藍藻出現(xiàn)在28億～32億年前, 而真核藻類出現(xiàn)在13億～18億年前。中間的10億年則沒有其他藻類化石出現(xiàn), 估計這10億年很可能是微藻從無核進化到有核單細胞藻類的時代。

在海南省重大科技計劃的支持下, 近5年來陳宏20余次到西沙做珊瑚礁的研究。多次在珊瑚枝上發(fā)現(xiàn)了與海鞘共生的原綠藻, 并開展分離培育, 克服困難最終獲得成功。圖1給出了原綠藻體外培養(yǎng)后附著在培養(yǎng)瓶底部生長的顯微形態(tài)。陳宏的研究突破了共生原綠藻培養(yǎng)中的一系列難點, 也發(fā)現(xiàn)了原綠藻離開宿主生物之后的一些代謝要求, 建立了一套體外培養(yǎng)防止生物污染的技術路徑等。這一系列科技成果對于研究其他共生藻類與不同動物的共生關系具有重要的作用, 譬如蟲黃藻與珊瑚的共生關系等。

通過對原綠藻的離體培養(yǎng), 將可以搞清楚這一古老生物的繁殖和生長的全過程。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它的直徑在3～12 μm之間 (糾正了一些研究報告中8～11 μm的結論) , 繁殖方式確認為從細胞赤道部分向心縊縮的二分裂方式, 同時也發(fā)現(xiàn)該藻在白化情況下也可以游離培育的特殊現(xiàn)象。

通過離體培育, 也將可以方便地開展它的基因組研究, 對于解開綠色植物從原核生物到有核的單細胞綠藻, 進而發(fā)育到苔蘚植物、維管植物直到木本植物等, 都有特殊的意義。通過體外培育, 也容易獲得原綠藻的細胞外代謝產(chǎn)物, 這對于揭示原綠藻與海鞘之間的共生關系中物質代謝具有重要的意義, 也為珊瑚與蟲黃藻之間的物質代謝研究提供啟示。

同時, 研究發(fā)現(xiàn), 該藻也可作為一種良好的生物餌料和去除水中營養(yǎng)鹽的優(yōu)質材料, 可以應用于光合生物膜等水處理的材料?？傊? 共生原綠藻在國際上首次離體培育成功, 對于海洋科學, 生物學和生命進化史, 以及海洋經(jīng)濟與海洋生態(tài)環(huán)保等方面都具有重要的意義。

本文轉自：海南南海熱帶海洋研究所

海洋學報 2019,41(06),135-136 DOI:10.3969/j.issn.0253-4193.2019.06.013

作者簡介：?陳宏 (1965—) , 男, 浙江省溫州市人, 研究員, 從事珊瑚礁研究。E-mail:[email protected]