甘油作为潜在的解决方案，用于保护轮虫免受污水处理过程中掠食性真菌的侵害

《Fungal Biology》：Glycerol as a potential solution for rotifer protection against predatory fungi in wastewater treatment

轮虫是污水处理厂（WWTP）中控制污泥膨胀的关键生物，但常受食轮虫真菌威胁。本研究发现，添加甘油（0.005%-0.1%）可有效抑制Zoophagus和Lecophagus真菌的生长，同时保护轮虫存活率提升10-25倍（Zoophagus）和2-6倍（Lecophagus），为优化WWTP微生物群落提供新策略。

　　在废水处理系统中，轮虫作为一种重要的微生物，对提升处理效率、改善出水质量以及控制活性污泥膨胀具有关键作用。然而，轮虫种群却面临着来自捕食性真菌的威胁，而这些真菌在污水处理厂中却异常常见。因此，寻找一种有效的解决方案来保护轮虫免受真菌侵害，成为了当前研究的重点之一。

轮虫能够在污水处理系统中发挥重要作用，不仅有助于减少过量污泥的生物量，还能促进分散细菌的絮凝，从而提高整个系统的处理能力。在实际应用中，某些轮虫种类，如单肢轮虫（*Lecane*）已被证实能够有效控制由丝状细菌引起的活性污泥膨胀。例如，*Lecane inermis*轮虫可以摄取多种导致膨胀和泡沫的丝状细菌，包括021N型、Thiothrix、0092型、*Microthrix parvicella*以及放线菌等。这些特性使得轮虫成为污水处理厂中不可或缺的生物控制工具。

然而，轮虫种群的稳定性却受到某些自然存在的生物因素的威胁。在对某污水处理厂的活性污泥进行监测时，研究人员发现轮虫种群出现了显著的下降。这一现象促使他们进一步调查，寻找导致轮虫数量减少的原因。在实验中，研究人员将轮虫接种到活性污泥样本中，并观察到在某些实验槽中，捕食性真菌的菌丝在短时间内迅速生长并杀死了所有轮虫。这一发现表明，捕食性真菌在污水处理系统中可能对轮虫构成严重威胁，尤其是在轮虫种群丰富的环境中，真菌的繁殖速度可能会加快，从而对轮虫造成更大的危害。

轮虫的消失往往与捕食性真菌的快速繁殖有关。因此，研究人员尝试使用“诱饵法”来调查捕食性真菌在污水处理厂中的发生频率。该方法的核心在于向样本中提供潜在的猎物（轮虫），以促使捕食者更快地繁殖。通过这一方法，研究人员发现，捕食性真菌在污水处理厂中的问题比人们预想的要普遍得多。尽管文献中提到的代谢条形码技术（metabarcoding）显示了活性污泥中存在丰富的真菌多样性，但并未报告捕食性真菌的存在。这可能是因为捕食性真菌的种类尚未被充分研究，或者其DNA序列在数据库中严重缺乏，导致无法准确识别。此外，即使某些真菌存在，它们的密度可能在轮虫数量较少时保持较低，而一旦轮虫种群增加，这些真菌的繁殖速度可能迅速上升。

为了应对这一问题，研究人员尝试寻找能够限制捕食性真菌生长的方法。在早期的实验中，他们测试了同时使用轮虫和聚铝氯化物（PAX-18）的方法，其中PAX-18常用于控制由*Microthrix parvicella*引起的膨胀。然而，实验结果并不理想，因为PAX-18不仅对真菌有害，还对轮虫造成了负面影响。因此，研究人员开始关注其他可能的解决方案，如甘油的应用。

在之前的实验中，研究人员发现甘油对*Brachionus*轮虫的影响是安全的，甚至能够提升轮虫的游泳性能，并增强其对饥饿、高温、氧化和渗透压等环境压力的抵抗力。这一发现促使他们进一步研究甘油是否能够用于控制捕食性真菌对轮虫的影响。甘油是一种无色、无味且无毒的醇类物质，广泛存在于自然界中，尤其在生物燃料工业中，它作为酯交换反应的副产物大量产生。每生产1千克的生物柴油，大约会产生100克的甘油。由于生物燃料工业的快速发展，甘油的产量也在不断增加，随之而来的是其处理和利用的挑战。

甘油已经被部分污水处理厂用于作为外部碳源，以提高生物脱氮和除磷的效率。这一应用表明，甘油在污水处理中具有重要的潜力。基于这一背景，研究人员开始测试甘油是否能够有效限制捕食性真菌的生长，并提高轮虫在真菌存在下的生存率。实验结果显示，甘油对捕食性真菌的生长产生了显著的抑制作用，尤其是在较高浓度（如0.1%）的情况下，真菌的生长几乎完全停止。而在低浓度（如0.005%）的情况下，真菌的生长也被有效抑制，但程度相对较轻。

同时，轮虫在甘油存在下的生存率得到了显著提高。实验表明，无论是在*Zoophagus*还是*Lecophagus*真菌存在的情况下，添加甘油后，轮虫的存活数量都大幅增加。在*Zoophagus*真菌的情况下，0.005%甘油的添加使轮虫的存活数量增加了十倍以上，而0.1%甘油的添加则使轮虫的存活数量增加了25倍。在*Lecophagus*真菌的情况下，0.005%甘油的添加使轮虫的存活数量增加了近两倍，而0.1%甘油的添加则使轮虫的存活数量增加了近六倍。这些结果表明，甘油对轮虫具有保护作用，能够有效抑制捕食性真菌的生长，从而提高轮虫在污水处理系统中的存活率。

此外，实验还揭示了甘油在污水处理系统中的另一项潜在优势。除了提高生物脱氮和除磷的效率外，甘油还能够有效控制捕食性真菌对轮虫的影响，从而提升轮虫在污水处理中的作用。这一发现为污水处理厂的生物控制策略提供了新的思路，即通过甘油的应用，不仅能够改善水质处理效果，还能够增强轮虫的稳定性，进而提高整个系统的运行效率。

轮虫的消失往往与捕食性真菌的快速繁殖有关，而捕食性真菌的生长则依赖于轮虫的存在。因此，控制这些真菌的生长对于维持轮虫种群的稳定至关重要。甘油的使用可能为这一目标提供了有效的手段，因为它不仅能够抑制真菌的生长，还不会对轮虫造成伤害。这一结果在多个实验中得到了验证，表明甘油在污水处理系统中具有广泛的应用前景。

在实验过程中，研究人员还发现，捕食性真菌的生长受到多种因素的影响。例如，某些真菌（如*Zoophagus insidians*）在捕获轮虫时会形成特殊的陷阱，而甘油的添加可能干扰了这些陷阱的形成，从而降低了真菌对轮虫的捕食效率。此外，甘油的浓度对真菌的生长抑制效果具有显著影响，较高的浓度能够更有效地限制真菌的繁殖，而较低的浓度则表现出一定的保护作用。因此，甘油的应用需要根据具体的污水处理条件进行优化，以达到最佳的控制效果。

总的来说，轮虫在污水处理系统中扮演着重要角色，但其种群的稳定性受到捕食性真菌的威胁。甘油作为一种无毒、可广泛获取的物质，不仅能够提高轮虫的生存率，还能够有效抑制捕食性真菌的生长。这一发现为污水处理厂的生物控制策略提供了新的思路，即通过甘油的应用，不仅能够改善水质处理效果，还能够增强轮虫的稳定性，从而提高整个系统的运行效率。此外，甘油在污水处理中的应用还可能带来其他潜在的生态和经济效益，值得进一步研究和推广。