珠江所在养殖尾水处理新技术领域取得新突破

        中国水产科学研究院淡水池塘养殖生态环境调控创新团队在《Journal of Hazardous Materials》发表了基于群体感应（Quorum Sensing,QS）调控养殖尾水处理系统中生物膜脱氮功能的新技术进展。该团队运用基因重组技术，构建了四类基因工程微生物（GEMs），包括群体感应促进型（QS）工程菌和群体淬灭型（QQ）工程菌。QS工程菌可分泌多种AHLs信号分子，显著提升流化床生物膜反应器的成膜指数（BFI），由42.4%提高至171.5%，并将生物膜形成启动时间从49天缩短至28天，最终形成约2500微米厚度的生物膜，对硝酸盐氮的去除率达到97.37%。QQ工程菌则通过调控信号分子降解，有效控制生物膜厚度，延缓其老化过程，维持生物膜脱氮活性，从而在系统层面实现生物膜形成与群体感应机制的动态平衡。相较于外源AHLs处理，QS工程菌展现出更持久、稳定的生物膜强化效果，初步环境风险评估也表明其具备良好的环境可控性。本研究不仅克服了传统群体感应强化技术依赖外源AHLs及高成本的问题，还从分子层面揭示了QS工程菌驱动生物膜形成的调控机制，提出“生物膜信号分子双向调控”这一创新技术路径。相较于团队前期研究中采用外源AHLs强化水体群体感应的策略，本研究构建的QS基因工程菌具备低成本、高活性等优势，可适配于多种生物膜水处理工艺场景。该成果为解决传统生物膜法工艺瓶颈、替代外源AHLs强化策略提供了新的微生物资源与技术支撑，推动水产养殖尾水处理技术向低成本、可持续方向发展。