探索厄瓜多尔安第斯高原湖泊淡水微藻多样性及其生物技术应用潜力

本研究针对安第斯高原极端环境下淡水微藻资源未充分开发的现状，通过形态学和分子生物学方法鉴定了Yahuarcocha和San Pablo湖泊中的10株微藻，筛选出7株具有高生长速率（Ettlia pseudoalveolaris达0.92 h-1）或高脂质含量（Chloromona perforata达57%）的菌株，为微藻在生物燃料、营养补充剂等领域的应用提供了新资源。

　　

在生物技术领域，微藻因其卓越的代谢能力被誉为"绿色细胞工厂"，但现有研究多聚焦海洋物种，对高原极端环境下的淡水微藻探索严重不足。安第斯山脉的高原湖泊具有低氧、强紫外线辐射等独特生态环境，可能孕育着能合成特殊代谢产物的藻类资源。厄瓜多尔的Yahuarcocha和San Pablo湖泊作为联合国教科文组织地质公园的重要组成部分，其微藻资源尚未被系统研究。

研究人员通过多学科方法开展了一项开创性工作。采用四种改良培养基（MN-4、MH-4、MC-4、MS-4）分离菌株，结合光学显微镜和分子标记（16S/18S/23S rRNA基因测序）进行鉴定。在26°C、16:8光周期、90-110 μmolph.m^-2.d^-1光照条件下培养30-45天，筛选出7株优势菌株进行生长动力学和生物质成分分析。关键技术包括：1）多参数水质监测（YSI多参数仪）；2）PCR扩增与Sanger测序；3）光生物反应器规模化培养；4）气相色谱分析脂肪酸组成；5）Bradford法测定蛋白质含量。

研究结果揭示：

1. 理化特征：两湖泊呈碱性（pH 8.5-8.7），San Pablo透明度（1.97 m）显著高于Yahuarcocha（0.60 m），电导率差异达582 vs 267 μS/cm，反映不同营养状态。

2. 菌株鉴定：从45个形态学鉴定的属中成功分离10株纯培养物，包括Yahuarcocha的Ettlia pseudoalveolaris（GenBank OP136137）和San Pablo的Chloromonas perforata（OR619466），系统发育树显示23S rRNA能有效区分蓝藻与真核藻类。

3. 生长性能：Ettlia pseudoalveolaris生长速率最高（0.89 d^-1），生物量达1.7 g/L；而Scenedesmus sp.因生物膜形成难以规模化培养。

4. 生物质组成：Chloromonas perforata脂质含量达57%（主要为棕榈酸），Pectinodesmus pectinatus蛋白质含量最高（61.2% DW），Parachlorella kessleri碳水化合物含量5.9% DW。

这项研究首次系统揭示了厄瓜多尔安第斯高原湖泊微藻的资源潜力。Chloromonas perforata的高脂特性使其成为生物柴油生产的候选菌株，而Pectinodesmus pectinatus的优质蛋白可作为动物饲料替代品。值得注意的是，Coelastrella tenuitheca和Tetradesmus obliquus富含多不饱和脂肪酸（PUFA），在功能性食品开发中具有特殊价值。研究成果不仅填补了热带高原淡水微藻研究的空白，更为当地生态保护与资源可持续利用提供了科学依据——通过开发高附加值微藻产品，可减轻农业对湖泊的污染压力，实现生态保护与经济发展的平衡。论文发表在《Heliyon》期刊，为后续产业化研究奠定了重要基础。