次氯酸钠消毒对三种微藻的生理生化及转录组响应：生长抑制与代谢重编程的双重效应

本文系统研究次氯酸钠（NaClO）消毒对蛋白核小球藻（A. pyrenoidosa）、三角褐指藻（P. tricornutum）和角毛藻（Chaetoceros sp.）生长及代谢的调控作用。研究发现NaClO导致三种微藻生物量降低（24%-31%），引发碳氮代谢关键基因表达重构，表现为蛋白质合成受阻（下降24%-38%）而脂质积累显著增强（提升63%-86）。该研究为大型微藻培养中消毒策略的优化提供了理论依据，同时揭示代谢产物变化对水产饲料营养价值与生物柴油生产的潜在影响。

　　

研究亮点

次氯酸钠（NaClO）消毒对微藻生长和代谢具有双重影响：一方面显著抑制生物量积累，另一方面引发碳水化合物和脂质的显著积累。转录组分析揭示碳代谢、氮代谢、DNA复制和细胞周期通路关键基因的表达改变，为理解消毒胁迫下微藻代谢重构机制提供新视角。

总氯和余氯浓度变化

图1显示添加NaClO后，三种微藻培养基中总氯和余氯浓度的时间变化规律。淡水藻类蛋白核小球藻（A. pyrenoidosa）在最高有效氯浓度22.5 mg/L下培养28天，而三角褐指藻（P. tricornutum）和角毛藻（Chaetoceros sp.）分别在最高有效氯浓度6 mg/L和3 mg/L下培养14天和18天。

结论

本研究阐明NaClO暴露对微藻的双重效应，包括生长抑制和显著的代谢重编程。微藻蛋白质含量的大幅降低对微藻营养品生产和 aquaculture feed 的营养价值产生不利影响，而脂质积累的增加则暗示其在生物燃料生产中的潜力。本研究为商业微藻培养中NaClO应用方案的优化提供实践建议。

作者贡献声明

王琴： 原始草稿撰写、可视化、方法学设计、实验操作、数据整理。纪红古： 数据验证与整理。张雷： 文稿审阅、监督指导、软件分析、项目管理、资金支持、概念提出。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知经济或人际关系冲突。

致谢

本研究得到国家自然科学基金（项目号32202965）和重庆市教委科学技术研究项目（项目号KJQN202301129）的资助。