环境学院洪喻教授课题组完成的一种新型有机固碳微藻在市政污水中的高碳捕获和光合作用能力研究成果“High capacities of carbon capture and photosynthesis of a novel organic carbon-fixing microalgae in municipal wastewater: from mutagenesis, screening, ability evaluation to mechanism analysis”在环境领域一区TOP期刊《Water Research》（IF="12.8）上发表，第一作者为环境学院博士研究生王晓焱，北京林业大学为第一完成单位。

由于市政污水水量较大，处理污水所产生的能耗损失巨大，且目前污水处置普遍采用的活性污泥工艺会将碳由液态转化为更难处理的气态，增加了碳排放。微藻具有天然的固碳优势，在实际废水中能够与原生细菌共生的微藻更是提升了固碳、净水、增值及绿色循环于一体的多元化利用效率。本研究采用紫外诱变和有机碳驯化来筛选本底固碳性能较高的微藻，揭示了不同营养模式下微藻的水净化能力、分子水平上的基因调控和光合潜能的相关机制。从3株野生型小球藻产生的大量突变体中筛选出了综合表现优异的小球藻MHQ2。结果表明，在纯藻系统中，最优种小球藻HQ的突变体MHQ2的干细胞重量是野生菌株的1.91倍，城市污水中的碳更多地转移到微藻中，并通过资源利用重新进入生物循环。此外，在外加溶解性有机碳和土著菌群的辅助下，小球藻MHQ2对市政污水的COD、NH3-N和TP的去除率分别提高了95.8 % (1.1倍)、96.4 % (1.4倍)和92.9 % (1.2倍)。在对数期的转录组分析中，糖酵解途径被抑制，戊糖磷酸途径主要用于微藻的生命活动，进一步促进了能量的高效利用。通过对营养模式下的碳捕获能力和光合潜力的分析，NaHCO3的添加增加了混合营养模式下小球藻MHQ2的光合速率，而在自养模式下则降低了光合速率。本研究可为实际废水处理过程中微藻资源利用及固碳机理的研究提供新的视角。

该项研究得到国家自然科学基金（No. 52270021）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121722

作者：王晓焱；审稿：齐飞 | 编辑：王荣芳；审核：郭世怀