为助力海洋生态文明建设、推动海水养殖绿色高质量发展，针对集约化海水养殖引发的尾水氮磷富集、水体富营养化等突出环境问题，中国科学院烟台海岸带研究所水体与沉积物污染防治研究组（盛彦清团队）开展了藻-菌共生净化技术的创新攻关。研究团队以藻-菌互作机制为切入点，选取自主筛分选育的微藻促生菌株N. circulans Q3为研究对象，整合全基因组测序、微观结构表征、实际养殖尾水处理验证等多种技术手段，系统阐明了该菌株促进微藻生长、强化养殖尾水净化功能的作用机制，为优化藻-菌共生净水体系提供了核心理论支撑。

研究结果表明，N. circulans Q3具备多维度协同藻菌共生体系的调控能力。该菌株拥有抗氧化防御体系，可有效清除活性氧、缓解微藻光合氧化胁迫，维持藻细胞正常生理功能；同时能通过多代谢途径合成植物激素，显著促进微藻细胞分裂与生物量增长。

在营养调控层面，N. circulans Q3可通过糖代谢驱动酸化-螯合-水解协同机制，提升惰性磷的生物有效性，强化体系供能能力。基因组分析显示，该菌株携带前噬菌体相关序列，可增强菌株代谢灵活性与环境适应性，促进蛋白合成，保障其在复杂养殖环境中稳定维系藻-菌互作功能。此外，菌株可分泌胞外多聚物，构建稳定微生境，推动藻-菌间物质交换与信号传递，全面提升藻-菌共生体系的结构稳定性与协同净水效能。

图1 N. circulans Q3携带的前噬菌体序列功能解析

在养殖尾水处理应用验证方面，外源引入N. circulansQ3可有效重构藻际微生物群落结构，优化氮、磷等关键营养物质代谢相关功能通路的表达水平，显著提升微藻生物量的积累速率及营养盐去除效率。同时，共生系统的微生态结构稳定性、功能冗余度明显增强，水体抗扰动能力与持续净化能力进一步提升。

图2 藻菌体系氮磷代谢路径解析及关键基因丰度差异

该研究系统揭示了微藻促生菌在构建藻-菌共生体系、强化养殖尾水净化过程中的多维度作用机制与生态调控规律。研究成果为构建高效、稳定、抗干扰的微藻培养体系及藻菌共生净水体系提供了重要理论依据与技术支撑，同时为海水养殖尾水高效治理与养殖水体资源化利用拓宽了技术思路。

研究工作得到国家重点研发计划及江门市海洋生态保护修复工程项目的支持。

相关论文信息：

Cheng, S., Guan, Y., Gao, J., Sheng, Y.,2026. Niallia circulans Q3 enhances microalgal growth in algae-bacteria symbiotic systems for aquaculture wastewater purification. Bioresource Technology 2026, 135199. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.135199