本研究发现，低强度曝气是提升低碳氮比废水藻菌共生系统效能的关键调控策略。该策略可促进生物量积累、强化藻菌正向互作，通过增强系统能量储存与电子传递活性、提升氮转运同化功能，在降低能耗和外部碳源依赖的同时，协同提高氮磷去除效率，为该类废水高效节能处理提供理论与实践支撑。…
微曝气强化藻菌协同提升低碳氮比废水中氮的去除效率
构建可扩展模型模拟氮饥饿下绿色微藻的碳光合同化与分配过程
本研究以普通小球藻为对象，揭示氮饥饿胁迫下产油微藻光合作用衰减与碳分配的定量规律，建立可扩展预测模型。研究发现氮饥饿使光合活性衰减速率降至营养充足时的1/2000，且光强越高衰减越快，光合碳同化速率与细胞碳氮比高度相关。该模型可通过碳氮比预测生物质生长及油脂、碳水化合物积累，为光生物反应器优化和能源分子定向生产提供理论与计算支撑。…
小球藻的靶向基因操作和酵母样进化基因组学
小球藻属（Auxenochlorella spp.）是理想的研究与生物工程材料。本研究完成其UTEX 250-A菌株端粒到端粒二倍体基因组组装，开发基因操作工具包，发现该菌株为异源二倍体杂交种，揭示其进化特征与基因调控特点，通过实验验证其实用性，为其作为参考生物奠定基础。…
利用 CRISPR/Cas9 介导的代谢工程增强裂殖壶菌中多不饱和脂肪酸的产量
本研究针对裂殖壶菌SR21遗传转化体系不完善的问题，构建新型农杆菌介导筛选系统（转化效率提升77.13%），开发内源启动子驱动的CRISPR/Cas9系统（编辑效率48.38%），并通过代谢工程改造强化DHA和EPA合成，工程菌株油脂含量达77.14%，为PUFA高效生产提供技术支撑与新策略。…
普通小球藻对新型氰基丙烯酸乙酯聚合物抗菌纳米粒子的生理及转录组响应
氰基丙烯酸乙酯纳米粒子（ECA-NPs）是新型抗菌纳米粒子，但对水生初级生产者微藻的影响不明。本研究探究其对普通小球藻的影响，发现高浓度ECA-NPs抑制其生长，导致细胞形态异常、氧化应激增强，干扰光合及物质代谢，同时调控相关基因表达。结果表明ECA-NPs对小球藻存在全细胞范围干扰，为其水生生态毒性提供新见解。…
工程改造微藻提高虾青素产量：整合代谢通路与纳米生物技术
虾青素是高价值代谢产物，微藻是其主要生产源，但工业化培养受生产率低等瓶颈制约。本文综述了提升微藻酯化虾青素产量的策略，包括精准调控类胡萝卜素合成通路、靶向改造相关酶及脂质代谢，以及整合纳米技术优化培养条件；指出二者协同应用可克服现有挑战，实现产量最大化。…
信号分子介导的藻菌相互作用与膜分离协同强化废水生物修复
针对藻菌系统规模化废水处理中分离效率低、跨界作用机制不明的问题，本研究开发透析膜光生物反应器（DMP），耦合微藻-活性污泥共生体，氮、磷、COD去除率分别达95.8%、68.1%、96.1%。研究发现C6-HSL和IAA介导藻菌双向调控，构建互利共生关系，为藻菌通讯研究及废水生物修复技术规模化提供理论与实践支撑。…
磺胺甲恶唑胁迫下藻-菌生物膜处理含盐废水的韧性：基于微生物生理与生态响应的解析
海水养殖废水中磺胺甲恶唑（SMX）的累积严重挑战传统生物处理工艺。本研究以微藻 - 细菌共生移动床生物膜反应器为对象，探究了 SMX 胁迫下的系统韧性。结果表明，低中浓度 SMX（≤1 mg/L）下氨氮去除率稳定（>99%），但 5 mg/L SMX 会显著抑制硝化菌活性并导致去除率骤降。SMX 胁迫通过促进胞外聚合物合成、增强抗氧化活性及强化藻菌协同作用，赋予了系统一定的抗逆韧性。…
合成生物学：开创下一次生物革命，实现可持续发展
地球正面临生态极限，迫切需要可持续解决方案。本综述聚焦微生物合成生物学（MicSynBio）在构建生物基经济中的关键作用，系统阐述了其在污染实时监测、清洁能源生产、绿色材料与药物合成等领域的变革性应用。文章同时强调，需通过有效的安全立法与跨领域协作，负责任地推动技术创新，以应对气候变化等全球挑战，加速迈向可持续未来。…
珊瑚光共生与钙化中的pH调节：区间视角
珊瑚-甲藻光共生与钙化是浅水珊瑚礁生态基础。虽珊瑚结构简单，但体内存在pH差异显著的区室：酸性共生体利于碳酸氢根转化为二氧化碳供甲藻光合，碱性细胞外钙化介质促进碳酸根生成以驱动钙化。甲藻光合消耗二氧化碳升pH并供能，珊瑚通过质子泵调控pH梯度，平衡光合与钙化的酸碱影响，保障共生与钙化正常进行。…