2024年10月16日，深圳大学生命与海洋科学学院胡章立讲席教授团队在国际知名期刊《Bioresource Technology》（1区Top，影响因子=9.7）发表题为“Microbiota succession, species interactions, and metabolic functions during autotrophic biofloc formation in zero-water-exchange shrimp farming without organic carbon supplements”的研究论文。

微藻自养型生物絮团与依赖额外有机碳补充的异养型生物絮团相比，展现出更低的能耗、更高的环保性及成本效益。然而，目前对微藻自养型生物絮团的构建、微生物群落组成和功能研究尚少，这限制了其在水产养殖行业的广泛应用。本研究通过添加混合微藻，包括硅藻门(Phaeodactylumtricornutum,Chaetoceros gracilis,Halamphora coffeaeformis) 和绿藻门(Chlorella vulgaris,Nannochloropsis oceanica,Graesiella emersonii) 以及驯化的硝化细菌 (Nitrospirasp.,Nitrobactersp.,Nitrosomonassp.)来促使微藻自养型生物絮团的形成，并在对虾养殖过程中分析其净水性能和微生物群落的动态变化。结果显示，在持续12周的中试规模对虾养殖过程中，微藻自养型生物絮团成功地控制了氨氮和亚硝酸盐的浓度，即使在碳氮比降至2.0的条件下，仍可保持在对虾生长的安全水平。微生物群落分析显示，微藻自养型生物絮团主要由原核生物变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和绿弯菌门（Chloroflexi），以及真核生物硅藻门（Bacillariophyta）、轮虫门（Rotifera）和纤毛虫门（Ciliophora）组成。养殖4周后，微藻自养型生物絮团中的变形菌门和轮虫门丰度显著减少，拟杆菌门、绿弯菌门和硅藻门成为主导群落。细菌和微藻的协同作用促进了氮代谢，尤其是硝化螺旋菌属（Nitrospira）与双眉藻属（Halamphora）之间的正向互作，这为微藻自养型生物絮团的硝化功能形成提供了重要的生物学依据。宏基因组学分析进一步确认了微藻自养型生物絮团中与碳、氮和磷循环相关的关键细菌和完整的功能基因。这项研究将有助于推动微藻自养型生物絮团在低碳对虾养殖中的应用和发展。

深圳大学生命与海洋科学学院2024级博士研究生李雨春和黄飞副研究员为论文共同第一作者，胡章立教授和黄飞副研究员为论文共同通讯作者，课题组董升博士、硕士研究生刘令程和林朗立、李泽博士和郑怡鸿副教授为论文主要合作者，深圳大学为第一完成单位。

该研究成果已经实现产业化推广应用。2024年10月15日，依托该成果组建的“藻生贵虾”创业项目在中国国际大学生创新大赛（2024）全国总决赛中荣获青年红色筑梦之旅赛道金奖。该研究得到国家自然科学基金项目（32102794, 32273118）、深圳市可持续发展专项基金项目（KCXFZ20211020164013021）、深圳市发展和改革委员会基金项目（XMHT20220104019）、深圳大学合成生物学研究中心和深圳大学2035卓越研究计划项目（2022B010）、广东省教育厅基金项目（2022ZDZX4039）以及广西科技重大专项（GuikeAA18242047）的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131584