堆肥是一种广泛应用于有机废物处理的生物化学过程，因其经济可行性、较低的运行成本以及环境和社会效益而备受青睐。此外，这一过程还能产生一种具有商业价值的最终产品——稳定的安全材料“成熟堆肥”，可用作植物生长的基质和营养来源（Ayd?n Temel等人，2023年；Sánchez-Monedero等人，2019年）。
在循环经济模式中，堆肥是一项关键策略，它通过养分循环和土壤再生促进有机物质重新进入农业系统。通过将可生物降解的废物从垃圾填埋场转移出来，堆肥减少了温室气体排放，并推动了更可持续的废物管理实践。此外，堆肥环境中存在着高度多样化和动态的微生物群落，为生物勘探提供了广阔的前景。先进的宏基因组学和代谢组学方法揭示了大量能够产生工业和农业价值化合物的微生物物种，如水解酶、植物生长促进剂和抗菌物质。这种生物多样性不仅使堆肥成为处理有机废物的可持续解决方案，还使其成为具有显著生物技术潜力的生物资源库（Manea等人，2024年；Tatta等人，2022年）。
堆肥过程包含四个明确阶段：中性温阶段、嗜热阶段、冷却阶段和成熟阶段（Fogarty和Tuovinen，1991年；Qin等人，2025年）。每个阶段都以特定微生物群落的 dominancy 为特征，这些微生物群落的形成受到堆肥物理化学性质（如温度、湿度和养分可用性）的影响，而这些因素直接决定了过程的效率（Zhu等人，2024年）。
在堆肥过程中，多种微生物通过不同的代谢途径在有机物质分解中发挥重要作用，尤其是Trichoderma、Aspergillus、Penicillium和Acremonium属的真菌在降解纤维素等复杂化合物方面表现突出。这些微生物产生的酶有助于将纤维素分解为更简单的化合物，从而提高过程效率并形成富含营养的成熟堆肥（Luo等人，2024年）。
除了纤维素酶外，参与堆肥过程的微生物还合成其他对有机物质分解至关重要的酶，如半纤维素酶、木质素酶（Liu等人，2023年）和淀粉酶（Liu等人，2025年）。这些酶作用于植物主要结构成分的分解，促进半纤维素、木质素和细胞壁中淀粉的分解。这种酶系在高效转化有机废物为成熟堆肥方面起着关键作用，有助于稳定有机物质并丰富最终产品中的土壤健康和植物生长所需养分（Liu等人，2023年）。
参与堆肥过程的丝状真菌除了产生降解有机物质的酶外，还能合成具有工业价值的代谢产物，例如天然色素（Barretto等人，2020年）。天然色素因其潜在的生物活性（如抗菌、抗癌和抗氧化特性）而受到关注，其中Talaromyces和Penicillium属的真菌尤为重要，因为它们具有较高的生物安全性（de Lima等人，2026年；Morales-Oyervides等人，2020年；Velmurugan等人，2010年）。这些特性使这些微生物不仅在堆肥中不可或缺，而且在各个行业的生物技术应用中也具有重要意义。
尽管堆肥作为微生物多样性的储存库的重要性已被广泛认可，但大多数研究主要集中在过程的物理化学方面和微生物群落动态上（Aguilar-Paredes等人，2023年；Luo等人，2024年；Palaniveloo等人，2020年）。然而，关于具有双重生物技术潜力的丝状真菌（尤其是同时产生水解酶和天然色素的真菌）在堆肥环境中的研究相对较少。此外，关于具有工业应用价值的真菌分离株在堆肥不同阶段中的分布情况的信息仍然有限（Neher等人，2013年）。因此，探索堆肥衍生的微生物群落有助于识别能够产生高价值生物分子的微生物，同时有助于更好地理解堆肥过程中的真菌演替。
本研究的新颖之处在于从不同堆肥阶段分离丝状真菌，并评估它们生产工业相关酶和天然色素的潜力。这种方法可以从一个可持续且未充分探索的环境中识别出有前景的真菌分离株，为基于堆肥衍生微生物的新生物技术应用的发展做出贡献。
基于以上原因，本研究旨在从堆肥过程的不同阶段筛选丝状真菌，并评估它们生产工业相关生物分子（包括水解酶和天然色素）的潜力。特别关注于识别具有生物技术潜力的真菌分离株，并建立一个用于未来工业生物技术应用的真菌菌库。
