近日，珠江水产研究所淡水池塘养殖生态环境调控创新团队在Nature旗下期刊《NPJ clean water》（JCR1区；IF2022=11.4）在线发表了题为“Microorganism-mediated denitrogenation of aquaculture systems provoked by poly-β-hydroxybutyrate （PHB）”的研究论文，珠江所助理研究员夏耘博士为论文第一作者，硕士研究生刘雅荣为论文共同第一作者，郁二蒙研究员和谢骏研究员为论文共同通讯作者。该论文得到了国家重点研发计划（2023YFD2400504）、中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（2023TD62）、国家自然科学基金面上项目（42077453）等项目的资助。并且，在此项研究基础上，由夏耘博士等人申请的国家发明专利“一株弗氏柠檬酸杆菌JYS及其菌剂和应用”获得了授权，专利授权号：ZL 2023 11 827720.0。
PHB（聚β一羟基丁酸酯）是一种新型生物材料，具有在自然界完全生物降解的特性，是目前最具碳中性的生物基材料之一，可作为生物膜形成的固体基质，也可作为缓释碳源促进微生物生长。本研究将PHB应用于大口黑鲈零换水养殖系统水处理单元，通过分析水处理性能优化其应用参数，对水体NO3-N、NO2-N、TN去除率达到90%左右；进一步利用16s rRNA高通量测序技术和Geochip技术挖掘其高效去氮的机制，发现PHB作为缓释碳源对养殖系统去氮微生物（Cetobacterium、Polynucleobacter、Lacibacter）的显著富集以及反硝化去氮功能基因（nirK,nirS,narG）的强化是PHB具有高去氮能力的主要原因；最后，结合养殖动物的健康评价为PHB应用于大口黑鲈养殖尾水处理提供基础数据。
在以上研究基础上，研究人员进一步鉴定和分离该系统内一株高效去氮功能菌弗氏柠檬酸杆菌JYS，通过制备PHB复合生物炭对菌株进行固定化，菌株与生物炭的富集强化，能够提高水处理的脱氮效率且加快弗氏柠檬酸杆菌菌体自聚集，降低应用成本，促进生物膜形成，在生物膜处理养殖尾水领域具有广阔应用前景。
相关文章链接：https://doi.org/10.1038/s41545-024-00339-0。
日期：2024-06-09
