高光博士是我校海洋资源开发研究院2016年从英国纽卡斯尔大学引进的高层次人才,其研究方向是海藻生理及其在食品、生物修复及生物能源方面的综合利用。近期,高光博士的研究工作取得若干系列新进展,其研究成果先后发表于Global Change Biology Bioenergy、Food Chemistry、Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts、Environmental and Experimental Botany等国际著名期刊上,引起国内外同行的广泛关注。
1、全球气候变化及藻类相互关系
大型海藻作为光合生物,在光合作用的同时能够吸收CO2及氮、磷等营养元素,从而能够缓解全球气候变化及海水富营养化。但我们对于全球气候变化条件下,大型海藻这些方面的能力将如何变化还知之甚少,高光博士就此方面展开研究,发现全球变暖、海洋酸化和海水富营养化能够显著提高大型绿藻石莼在碳吸收,氮、磷去除及甲烷生产的能力,反应了海洋初级生产者对于全球气候变化的负反馈。该研究发表在Global Change Biology Bioenergy,此期刊在农艺学83种期刊中排名第二。

Fig 1Interactions between global change variables (ocean warming, acidification, and eutrophication) andU. rigidain terms of carbon and nutrient capture, and biomethane production.
相关论文:
Gao G, Clare AS, Rose C, Caldwell GS. 2017.Ulvarigidain the future ocean: potential for carbon capture, bioremediation, and biomethane production.Global Change Biology Bioenergy.DOI: 10.1111/gcbb.12465.
2.大型海藻繁殖机制及相关应用
大型绿藻石莼属既在食品、生物修复、及生物能源方面具有重要应用,又是绿潮的爆发藻,但是我们对于其繁殖机理还不甚清楚。高光博士的研究发现,石莼的繁殖受内部抑制因子和外部环境因子的联合调控,在生长不同阶段及不同生长部位的繁殖机理存在显著差异。幼体阶段主要受内部抑制因子的调控;成体阶段抑制因子分泌减少,主要受外面环境因子的调控。石莼基部能够在整个生活史阶段分泌抑制因子,因此终生不育;但是顶端及边缘随着生长时间,抑制因子分泌逐渐减少,容易受环境因子影响而释放孢子、进行繁殖。
在此基础上,高光博士通过短波辐射和化学诱导,获得一株不育的新品系,该品系的生长速率是野生型的5倍,氮、磷吸收速率分别是野生型40%和31%,脂肪酸含量是野生型2倍多,且含有更多人体必需的多不饱和脂肪酸,此品系在食品、生物修复及生物能源方面将有重要应用。
Fig 2Favorable traits of sterile strain ofUlvarigida.
相关论文:
Gao G, Clare AS, Rose C, Caldwell GS. 2017.Reproductive sterility increases the capacity to exploit the green seaweedUlvarigidafor commercial applications.Algal Research-Biomass, Biofuels and Bioproducts. 24: 64-71.
Gao G,Clare A S, Rose C, Caldwell GS. 2017.Intrinsic and extrinsic control of reproduction in the green tide-forming alga,Ulvarigida.Environmental and Experimental Botany.139: 14-22.