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细菌“交流密码”解锁微藻“长不好、产油少”痛点
本报记者 高志民
近日，农业农村部成都沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制创新团队取得突破性科研成果，成功发现一种细菌天然信号分子，可同步推动微藻高效生长与油脂富集，破解了长期以来微藻培育“长不好、产油少”的行业痛点。该研究成果已正式发表于国际权威期刊《生物资源技术（Bioresource Technology）》，为绿色生物制造产业发展开辟了全新路径。
微藻是自然界名副其实的“绿色小工厂”，依托光合作用，可高效利用太阳能、固定二氧化碳，将光能转化为生物质能，其富集的油脂是制备生物柴油的优质核心原料，在清洁能源、生物基材料等领域具备极高的应用价值。在传统微藻培育技术中，科研人员普遍通过调控营养盐、限制养分供给等方式倒逼微藻积累油脂。但这种培育模式存在致命短板：养分胁迫虽能小幅提升油脂含量，却会严重抑制微藻细胞的正常增殖与生长，导致微藻生物量下降，最终整体油脂生产效率难以提升，成为制约 微藻生物能源产业化发展的瓶颈。
不同于传统胁迫培育思路，该创新团队跳出单一调控微藻的固有思维，聚焦藻菌互作的天然共生机制开展研究。细菌在自然界中存在独特的“群体感应”系统，可通过释放特定信号分子实现菌群间的信息交流、协同生理活动。研究团队创新性将这类细菌天然信号分子（C8-HSL）引入微藻人工培养体系，意外解锁了微藻的双重增产潜力。
深入机制研究表明，适宜浓度的C8-HSL信号分子可诱导微藻产生适度的活性氧积累，激活机体抗氧化防御系统，同时上调微藻光合作用、碳固定、乙酰辅酶A生成及脂肪酸合成等关键通路的基因表达，从分子层面协同调控微藻生长与油脂代谢，让微藻既能“长得壮”，又能“产油多”，实现生物质积累与油脂合成的同步最优状态。
此次研究首次明确了细菌群体感应信号分子调控微藻生长与油脂积累的全新分子机制，颠覆了传统微藻提质增产的技术逻辑，构建了温和高效、绿色安全的藻菌互作培育新体系。相较于传统培育工艺，该技术无需胁迫处理、培育效率更高、绿色无污染，适配规模化、工业化微藻培育生产场景。
业内人士表示，该成果为微藻绿色生物制造技术的开发与迭代提供了全新思路与理论支撑，不仅能够大幅提升生物柴油的制备效率、降低生产成本，还可助力高值生物基产品的创新开发，在清洁能源生产、碳减排、畜禽粪污资源化利用等领域拥有广阔的应用前景。
据了解，该系列研究工作获得国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、四川省科技计划等多项省部级、国家级项目的鼎力支持，是产学研协同创新、农业绿色低碳技术攻关的重要成果。未来，研究团队将持续优化藻菌互作调控技术，推动技术落地转化，助力我国生物能源产业高质量发展与“双碳”目标实现。
编辑：马嘉悦
