沙漠丝菌（Desertifilum tharense）MASKD1与细菌菌群DBPS1的协同共培养在集成生物炼制系统中应用于污水处理，并实现藻蓝蛋白、生物柴油和绿色氢气的回收

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Synergistic co-culture of Desertifilum tharense MASKD1 and bacterial consortium DBPS1 in an integrated biorefinery for sewage remediation and recovery of phycocyanin, biodiesel and green hydrogen

蓝藻-细菌共培养系统有效处理二级污水，协同生长无营养添加，LC-HRMS验证多ECs去除，16S测序解析群落动态，生物质提取叶绿素a显示显著抗氧化活性（提升线虫存活至23天），并利用处理污水作为电解液生成绿氢和氧气，实现三重效益。

　　

摘要

本研究提出了一种集成方法，利用新型的蓝细菌-细菌共培养系统（由Desertifilum tharense MASKD1和细菌菌群DBPS1组成）来处理50升规模的跑道池塘中的二次污水。值得注意的是，在未添加任何营养物质的情况下，该系统在未经稀释的二次污水中实现了协同生长。与单独使用这两种微生物相比，蓝细菌-细菌共培养系统显著提升了污水的净化效果。液相色谱-高分辨率质谱（LC-HRMS）分析证实该系统能有效去除多种有机污染物。16S rRNA基因扩增子测序揭示了共培养微生物群落动态在生物修复过程中的作用机制。收获的生物质通过硫酸铵分级分离和尺寸排阻色谱法进一步提取了藻蓝蛋白。通过秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的寿命实验评估了藻蓝蛋白的抗氧化活性：在藻蓝蛋白存在下，C. elegans的中位存活时间延长了1.64倍（从14天增加到23天）。此外，C. elegans中的过氧化氢酶活性测试也进一步支持了这一观察结果：与仅接受过氧化氢处理的线虫相比，同时接受藻蓝蛋白处理的线虫的过氧化氢酶活性降低了20单位/毫克。这种活性下降可能归因于藻蓝蛋白对活性氧（ROS）的直接清除作用，或在藻蓝蛋白存在下细胞内过氧化氢的积累减少。研究表明，这种蓝细菌在氮饥饿条件下能够积累大量中性脂质，表明其具有作为生物柴油的潜力。此外，研究结果还支持了一种自给自足的电极设计理念，即利用处理后的废水作为基于镍材料的电化学电池中的电解质。所生成的绿色氢气和氧气产量与先前的研究结果相当。因此，本研究展示了一种跨学科的生物电化学策略，将废水处理、生物产物合成和可再生能源生成相结合。

图形摘要