10月16日，深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院胡章立講席教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊Bioresource Technology（1區(qū)Top，影響因子=9.7）發(fā)表題為“Microbiota succession, species interactions, and metabolic functions during autotrophic biofloc formation in zero-water-exchange shrimp farming without organic carbon supplements”的研究論文。
微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)與依賴額外有機(jī)碳補(bǔ)充的異養(yǎng)型生物絮團(tuán)相比，展現(xiàn)出更低的能耗、更高的環(huán)保性及成本效益。然而，目前對(duì)微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)的構(gòu)建、微生物群落組成和功能研究尚少，這限制了其在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的廣泛應(yīng)用。本研究通過(guò)添加混合微藻，包括硅藻門(Phaeodactylumtricornutum,Chaetoceros gracilis,Halamphora coffeaeformis) 和綠藻門(Chlorella vulgaris,Nannochloropsis oceanica,Graesiella emersonii) 以及馴化的硝化細(xì)菌 (Nitrospirasp.,Nitrobactersp.,Nitrosomonassp.)來(lái)促使微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)的形成，并在對(duì)蝦養(yǎng)殖過(guò)程中分析其凈水性能和微生物群落的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果顯示，在持續(xù)12周的中試規(guī)模對(duì)蝦養(yǎng)殖過(guò)程中，微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)成功地控制了氨氮和亞硝酸鹽的濃度，即使在碳氮比降至2.0的條件下，仍可保持在對(duì)蝦生長(zhǎng)的安全水平。微生物群落分析顯示，微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)主要由原核生物變形菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidota）和綠彎菌門（Chloroflexi），以及真核生物硅藻門（Bacillariophyta）、輪蟲門（Rotifera）和纖毛蟲門（Ciliophora）組成。養(yǎng)殖4周后，微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)中的變形菌門和輪蟲門豐度顯著減少，擬桿菌門、綠彎菌門和硅藻門成為主導(dǎo)群落。細(xì)菌和微藻的協(xié)同作用促進(jìn)了氮代謝，尤其是硝化螺旋菌屬（Nitrospira）與雙眉藻屬（Halamphora）之間的正向互作，這為微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)的硝化功能形成提供了重要的生物學(xué)依據(jù)。宏基因組學(xué)分析進(jìn)一步確認(rèn)了微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)中與碳、氮和磷循環(huán)相關(guān)的關(guān)鍵細(xì)菌和完整的功能基因。這項(xiàng)研究將有助于推動(dòng)微藻自養(yǎng)型生物絮團(tuán)在低碳對(duì)蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用和發(fā)展。
深圳大學(xué)生命與海洋科學(xué)學(xué)院2024級(jí)博士研究生李雨春和副研究員黃飛為論文共同第一作者，胡章立教授和黃飛副研究員為論文共同通訊作者，課題組博士董升、碩士研究生劉令程和林朗立、李澤博士和鄭怡鴻副教授為論文主要合作者，深圳大學(xué)為第一完成單位。
該研究成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。2024年10月15日，依托該成果組建的“藻生貴蝦”創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目在中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽（2024）全國(guó)總決賽中榮獲青年紅色筑夢(mèng)之旅賽道金獎(jiǎng)。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32102794, 32273118）、深圳市可持續(xù)發(fā)展專項(xiàng)基金項(xiàng)目（KCXFZ20211020164013021）、深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)基金項(xiàng)目（XMHT20220104019）、深圳大學(xué)合成生物學(xué)研究中心和深圳大學(xué)2035卓越研究計(jì)劃項(xiàng)目（2022B010）、廣東省教育廳基金項(xiàng)目（2022ZDZX4039）以及廣西科技重大專項(xiàng)（GuikeAA18242047）的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131584
