在双碳目标与水环境治理需求日益迫切的当下，微藻生物膜凭借其高效的碳封存能力与污染物净化潜力，已成为环境工程与生物能源领域的研究热点。这类由微藻细胞及其分泌物组成的膜状复合体，在固定大气二氧化碳、处理工业与生活污水等场景中展现出显著应用价值，其附着效率直接决定了相关技术的工业化应用成效。
植物激素吲哚-3-乙酸（Indole-3-acetic acid，IAA）作为一种广泛存在于自然环境中的生物活性物质，已被证实可促进微藻细胞生长与代谢。然而，自然水体中IAA的浓度往往远低于实验室研究中常用的高剂量，且环境中频繁出现的低剂量IAA刺激对微藻生物膜形成的长期影响及遗留效应，目前尚缺乏系统研究，这一知识缺口限制了微藻生物膜技术的优化升级。
为填补这一空白，研究者以模式微藻——小球藻（Chlorella vulgaris）为研究对象，聚焦不同添加频率的低剂量IAA对其生物膜快速附着的调控作用，设计了针对性实验。实验采用总量控制策略，将0.1 mg/L的IAA总剂量分别按1次、2次、4次、8次四种频率添加到小球藻培养体系中，通过对比不同处理组生物膜的附着量，明确最优刺激模式。
实验结果显示，IAA的添加频率对小球藻生物膜附着具有显著调控作用。其中，高频低剂量处理组（8次添加）表现最为突出，其生物膜附着量达到9.2 g/m²，较单次添加相同总剂量的对照组提升27%，证实了重复低剂量IAA刺激对生物膜附着具有积极的遗留效应。这一发现打破了传统高剂量激素调控的思维定式，为低能耗促进生物膜形成提供了新路径。
为揭示其内在机制，研究者进一步开展转录组分析，结果表明高频低剂量IAA刺激可显著上调小球藻中疏水性氨基酸（如亮氨酸、异亮氨酸）的合成通路基因。疏水性氨基酸的增加能够提升细胞表面疏水性，增强微藻细胞与载体间的相互作用，从而加速生物膜的附着与稳定。 该研究不仅阐明了重复低剂量IAA刺激调控微藻生物膜附着的规律与分子机制，更为工业应用提供了切实可行的技术参考。基于此研究成果，可通过优化IAA添加策略，提升微藻生物膜反应器的污水处理效率，强化微藻碳捕获系统的固碳能力，推动微藻技术在环境治理与碳中和领域的规模化应用。
原文链接：Legacy effect of repeated stimulation by indole-3-acetic acid on the rapid attachment of microalgae biofilms
