综述：基于微藻的镉修复策略：见解、挑战与未来方向

《Critical Reviews in Biotechnology》：Microalgae-based strategies for cadmium remediation: insights, challenges, and future directions

镉污染对环境和人类健康威胁严重，传统修复方法成本高且效果有限。微藻因其独特的生物结合位点、聚合物、内源螯合剂及Cd纳米颗粒形成能力，展现出高效生物修复潜力，但关键调控机制尚不明确。本文系统解析微藻修复镉的分子机制，揭示影响效率的核心因素，并探讨通过基因工程靶向金属转运体、螯合剂及应激通路提升修复效率的路径，为规模化应用提供理论支撑。

　　

摘要

镉（Cd²⁺）污染由于具有高毒性、持久性和生物累积潜力，对人类健康和生态系统构成了严重威胁。传统的修复方法，如化学沉淀、膜过滤和离子交换，通常成本高昂、效率低下且不可持续。相比之下，基于微藻的生物修复方法因其具备生物吸附、生物累积和生物转化能力而展现出巨大潜力。微藻具有独特的代谢和结构特性，包括丰富的细胞外金属结合位点、聚合物物质、细胞内螯合剂以及形成镉纳米颗粒（CdSeNPs、CdSNPs）的能力，从而能够有效隔离和降解镉离子。尽管具有这些优势，但由于对关键调控机制的理解不足，其大规模应用仍受到限制。本文详细阐述了基于微藻的镉修复过程机制，指出了影响修复效率的关键因素以及不同微藻菌株在去除镉离子方面的效能差异。此外，还重点介绍了通过基因工程改造关键金属转运蛋白、螯合剂和应激响应途径来提高修复效率的方法，并提出了潜在的候选基因。这些生物技术进展以及对微藻介导的修复过程的理解，为大规模、高效且可持续的镉生物修复提供了新的前景。