近日，环境学院洪喻教授课题组完成的一种新型固碳小球藻在市政污水中的碳分布和代谢机制研究成果“Carbon distribution and metabolism mechanism of a novel mixotrophicChlorella in municipal wastewater”在环境领域一区TOP期刊《Bioresource Technology》（IF= 9.0）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。

传统的污水生物处理技术多将复杂有机物矿化为溶解性无机碳（DIC）和CO2，碳从固态转化为更难治理的气态。众所周知绝大部分微藻都能够通过光合作用固定无机碳用于自身生长合成。然而，实际污水处理过程中，微藻在兼养条件下可能更侧重异养代谢过程来分解有机物。在此，我们以对标实际污水处理厂的兼养培养方式为切入点，筛选了在实际市政污水中具有较高有机碳和无机碳去除效率的微藻新品种小球藻MIHQ61，并从表观生长、净水效果、高价值产物积累等多个角度结合转录组学和中心碳代谢分析了其固碳机制，明确碳同化和代谢路径，理清总有机碳（TOC）和DIC间的演化。转录组学分析显示，来源于高盐培养基的小球藻MIHQ61在卡尔文循环（CBB）中受到抑制，而CBB循环的补充路径C4和CAM路径中的DEGs的表达量显著上调。在兼养过程中，水中各类型有机物浓度均匀减少。第6 d水中TC和DIC的去除率较高，无机碳去除率超过50 %，此时水中碳迁移到微藻细胞内的量达到顶峰。进一步的碳代谢机制研究表明兼养条件下葡萄糖与碳酸氢钠的组合可以通过提高Rubisco酶活性，柠檬酸合酶活性和线粒体蛋白浓度来促进自养和异养代谢，但葡萄糖介导的异养代谢发生得更积极。微藻生长曲线和差异代谢物的调控也证实了这一点。兼养条件下，碳分布与机制可能为微藻应用于实际污水的资源化利用方向提供了新思考。

该项研究得到国家重点研发计划项目（No. 2021YFC3200602）和国家自然科学基金（No. 52270021）的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132562