有害蓝藻水华是困扰全球湖泊的“生态癌症”，现有藻类控制技术难以解决湖泊尺度的有害蓝藻问题，另一种思路是将蓝藻收获并转化为有用的物质，如小龙虾、大闸蟹在很多国家被认为是入侵物种，而在中国却从来不成为问题，因为它们都被作为美食被消费掉了。将蓝藻转化为能源物质是一种有可能根本解决蓝藻水华问题的思路，但是分析湖泊中有害蓝藻的成分发现，藻细胞内可以用于生产能源的原料化合物占比不到10%，同时转化过程中还需要大量能量投入，往往得不偿失。

近日，我重点实验室陈雪初教授课题组基于胞内碳流调控原理，提出将有害蓝藻生物量转化为生物乙醇原料的新思路。课题组研究发现经过限氮处理后，微囊藻胞内碳水化合物含量超过60%，蛋白组学分析揭示内在机制主要为糖酵解过程受到抑制，进而改变胞内碳流，促进碳水化合物大量积累；进一步针对采自太湖的水华蓝藻开展藻细胞碳流调控技术研究，成功将水华蓝藻转化为富含碳水化合物的生物乙醇原料，培养4天后碳水化合物含量达到52%，高于大多数已报道的人工培养微藻；同时乙醇产率达到0.22g/g（干重），是未处理对照产量的7倍，与利用甘蔗制乙醇的产率相当。

藻细胞碳流调控技术将富营养化湖泊现存量巨大的有害蓝藻转化为生物能源原料，具有产业化应用前景；同时该技术为有害蓝藻处理处置提供了具有可持续性的新途径，有助于解决蓝藻水华问题。

有害蓝藻转化为生物能源原料的技术原理图

该研究以“Converting of Nuisance Cyanobacterial Biomass to Feedstock for Bioethanol Production by Regulation of Intracellular Carbon Flow: Killing Two Birds with One Stone”为题，发表在《Renewable and Sustainable Energy Reviews》（影响因子14.982）上，黄莹莹副研究员为第一作者，陈雪初教授为通讯作者，刘思路、沈应时等同学参与本研究，合作者还有张秋卓教授、Ilia Ostrovsky教授。本研究得到了国家自然科学基金（42077308, 41601532, 91951104）、崇明IV类高峰等项目资助。

引用来源：

Yingying Huang, Xuechu Chen, Silu Liu, Jinzhong Lu, Yingshi Shen, Lei Li, Lin Peng, Jingjie Hong, Qiuzhuo Zhang, Ilia Ostrovsky,Converting of Nuisance Cyanobacterial Biomass to Feedstock for Bioethanol Production by Regulation of Intracellular Carbon Flow: Killing Two Birds with One Stone. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 149（2021）111367. 

全文链接地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403212100650X

图文：陈雪初教授课题组