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//doi.org/10.1016/j.biortech.2023.128733

亮點

? 藻菌體系啟動階段，微藻含量和環境溫度是驅動微生物群落演替的關鍵因素，大量積累的藻體顯著降低微生物多樣性。

? 藻菌體系構建過程中，細菌種群表現出抑制-重建模式，而真菌模式則相反。

? 生活污水處理過程中，細菌種間關系直接影響出水水質。

研究進展

與單一微藻培養相比，添加活性污泥提高潛在MGPM比例并形成藻菌共培養體系，有效增強污染物去除效率和藻體積累。當前關于微藻與活性污泥應用于實際廢水處理的共適應過程研究仍較少，因此本研究在西南某城市污水處理廠建造了三個序批式光生物反應器（PBRs）。結果表明，在PBRs啟動階段，添加污泥的實驗組藻體生物量和污染物去除效果均優于對照組，且出水水質達到城市污水處理廠污染物排放標準(GB 18918-2002) 1A類（圖1）。

圖1 三種光生物反應器處理城市污水過程中（A）NH4⁺-N，（B）TN，（C）TP，（D）COD變化

進一步對微生物測序的網絡和功能基因分析，探討藻菌體系啟動階段的共生模式、菌群動態、潛在的MGPM和微生物代謝功能。結果顯示，由于微藻快速同化對污染物的和藻體積累，微生物豐富度和多樣性顯著降低，并且微生物種群生態位的變化，導致系統中其他微生物重新暴露，競爭并取代原有代謝功能。因此細菌和真菌之間的相互作用分別呈現出抑制-重建和重建-抑制的相反趨勢（圖2）。同時還發現細菌相互作用的減弱也對應出水水質的不穩定期。

圖2 基于相關性分析的PBRs中微生物種群共現網絡模式

使用LEfSe分析和線性判別分析（LDA）表征潛在MGPM（圖3）。在11個細菌和6個真菌生物標志物基礎上，通過對比種群演替過程，細菌Ahniella、FukuN57和Fimbriimonadaceae更適合作為MGPM在城市污水處理中促進微藻的生長。同時微生物代謝功能預測結果表明，細菌通過互補代謝過程與藻體形成密切的互利共生關系。雖然真菌代謝水平低于細菌，其通過分泌細胞外酶分解有機物，并有效利用微藻碳源來補充碳源消耗。

圖3 基于LEfSe比較分析PBRs中細菌（A1和B1）和真菌（A2和B2）潛在MGPM物種

作者介紹

譚周亮，博士，研究員，博士生導師，中國科學院成都生物研究所環境治理與食品安全領域主任。主要從事水污染治理與環境生物技術的研發與應用，主持完成國家、省部級課題22項。發表論文80余篇，申請與授權專利27項，軟著3項；入選中組部中科院“西部之光”、四川省學術和技術帶頭人、四川省“青城計劃”天府創新領軍人才等；微生物生物強化技術成果入選《四川省水污染防治技術指導目錄》，應用于30余個工程，獲四川省科技進步獎一等獎、二等獎、青年科技獎以及其他獎勵3項。

（文章來源于網絡）