10月16日，深圳大學生命與海洋科學學院胡章立講席教授團隊在國際知名期刊Bioresource Technology（1區Top，影響因子=9.7）發表題為“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。

微藻自養型生物絮團與依賴額外有機碳補充的異養型生物絮團相比，展現出更低的能耗、更高的環保性及成本效益。然而，目前對微藻自養型生物絮團的構建、微生物群落組成和功能研究尚少，這限制了其在水產養殖行業的廣泛應用。本研究通過添加混合微藻，包括硅藻門(Phaeodactylumtricornutum,Chaetoceros gracilis,Halamphora coffeaeformis) 和綠藻門(Chlorella vulgaris,Nannochloropsis oceanica,Graesiella emersonii) 以及馴化的硝化細菌 (Nitrospirasp.,Nitrobactersp.,Nitrosomonassp.)來促使微藻自養型生物絮團的形成，并在對蝦養殖過程中分析其凈水性能和微生物群落的動態變化。結果顯示，在持續12周的中試規模對蝦養殖過程中，微藻自養型生物絮團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，仍可保持在對蝦生長的安全水平。微生物群落分析顯示，微藻自養型生物絮團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。養殖4周后，微藻自養型生物絮團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群落。細菌和微藻的協同作用促進了氮代謝，尤其是硝化螺旋菌屬（Nitrospira）與雙眉藻屬（Halamphora）之間的正向互作，這為微藻自養型生物絮團的硝化功能形成提供了重要的生物學依據。宏基因組學分析進一步確認了微藻自養型生物絮團中與碳、氮和磷循環相關的關鍵細菌和完整的功能基因。這項研究將有助于推動微藻自養型生物絮團在低碳對蝦養殖中的應用和發展。

深圳大學生命與海洋科學學院2024級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，深圳大學為第一完成單位。

該研究成果已經實現產業化推廣應用。2024年10月15日，依托該成果組建的“藻生貴蝦”創業項目在中國國際大學生創新大賽（2024）全國總決賽中榮獲青年紅色筑夢之旅賽道金獎。該研究得到國家自然科學基金項目（32102794, 32273118）、深圳市可持續發展專項基金項目（KCXFZ20211020164013021）、深圳市發展和改革委員會基金項目（XMHT20220104019）、深圳大學合成生物學研究中心和深圳大學2035卓越研究計劃項目（2022B010）、廣東省教育廳基金項目（2022ZDZX4039）以及廣西科技重大專項（GuikeAA18242047）的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131584