An Alkaliphilic Cyanobacterial Consortium for Air-Capture and Conversion of Carbon dioxide
Notice bibliographique
Résumé
Cyanobacteria encompass a diverse group of photosynthetic Bacteria with important roles in nature and biotechnology. The ability of cyanobacteria to fix carbon dioxide (CO2) through oxygenic photosynthesis, with minimal nutritional requirements and non-potable water, has led to their adoption for bio-production of high-value nutraceuticals. While cyanobacteria-based biotechnologies hold much potential for the production of bio-products, there remain several challenges for efficient and cost-effective implementation of this technology at scale. This thesis explores multiple innovative approaches to overcome those challenges using a cyanobacterial consortium, enriched from phototrophic microbial mats of alkaline soda lakes in British Columbia, Canada. First, the cyanobacterial consortium was investigated as an alkaline capture and conversion system (chapter 2). This study demonstrated successful cyanobacterial growth at a pH above 11, with high and robust biomass productivity. And for the first time, feasibility of direct capture of CO2 from the atmosphere into the spent medium was shown. In chapter 3, a combination of Nanopore and Illumina sequencing was used to obtain a complete genome of the abundant cyanobacterium of the consortium, provisionally named Candidatus “Phormidium alkaliphilum”. Evolutionary changes in the genome during three years of laboratory cultivation were investigated and differences in gene content between alkaliphilic and neutral pH Phormidium species were studied. Favourable genomic factors contributing to the ecological success of this genus in both alkaline soda lakes and in photobioreactors were discussed. Lastly, in chapter 4, the community composition of the consortium’s heterotrophic members and their ecological interactions with Ca P. alkaliphilum were analyzed using metagenomics, metaproteomics, and stable isotope probing/proteomics. Adaptation to different photobioreactors (tubular and stirred) at different pH and with different nitrogen sources (ammonium, urea, and nitrate) was explored. Genome information from each heterotrophic population was investigated for six ecological niches created by cyanobacterial metabolism and one niche for phototrophy, explaining the robustness of the system. In conclusion, this work explored innovative solutions based on biological and chemical mechanisms to improve the feasibility of cyanobacterial biotechnology and expanded current knowledge on ecological interactions of the genus Phormidium in its natural environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».