近日，我校资源与环境工程学院王进教授、岳正波教授团队在酸性矿山废水藻菌间相互作用取得重要进展。相关研究成果以“Molecular Disruptions in Microalgae Caused byAcidithiobacillus ferrooxidans: Photosynthesis, Oxidative Stress, and Energy Metabolism in Acid Mine Drainage”（DOI: 10.1016/j.watres.2024.122974）为题发表在环境科学领域著名期刊《Water Research》上。该论文的第一作者为2021级博士研究生汪梅晨，通讯作者为王进教授，合肥工业大学为论文的第一和通讯作者单位。

该研究深入探讨了酸性矿山排水（AMD）中化能自养微生物Acidithiobacillus ferrooxidans（简称A. ferrooxidans）对耐酸微藻生长和代谢活动的影响，并揭示了微藻对此的分子响应机制。研究发现，A. ferrooxidansnju-T4对Parachlorellasp. MP1的生长和代谢活性具有显著抑制作用，这一现象通过微藻生物量的减少和应激反应基因的上调得到了证实。在与A. ferrooxidansnju-T4共培养时，微藻分泌的胞外聚合物增加，氧化应激水平上升，虽然这可以视为一种防御机制，但最终却导致微藻种群的减少。这些发现表明，在设计生物修复策略时，需要考虑选择对A. ferrooxidansnju-T4抑制作用具有抗性的微藻，或是能在其存在下茁壮成长的微藻。此外，研究还发现与A. ferrooxidansnju-T4共培养的微藻在光合作用、能量代谢和抗氧化防御机制相关基因表达上的失调，为基因工程提供了新的方向。通过增强这些基因的表达或将它们引入到更健壮的微藻菌株中，有望开发出能够更好地适应AMD恶劣条件并更有效地从环境中去除重金属的微藻。该研究为理解耐酸微藻与AMD中土著化能自养微生物之间的复杂相互作用提供了见解，而且对于微藻在AMD生物修复中的潜力具有重要意义，为开发更有效的生物修复策略提供了科学依据。

近年来，合肥工业大学环境生物技术团队在矿山生态环境修复与资源化利用研究领域取得了一系列研究成果。在岳正波教授和王进教授的带领下，近3年围绕该方向发表中科院2区以上论文共18篇。聚焦AMD研究在《Environmental Science & Technology》和《Water Research》等环境领域TOP期刊上的代表性成果主要包括：（1）在溶解性有机质（DOM）研究方面，团队通过超高分辨率质谱深入分析了AMD坑湖中的DOM，发现其显著的分层分布特征，并揭示了DOM在AMD极端环境中的活跃作用，为水圈碳循环的理解提供了新的视角。通过引入中性理论，量化了DOM分子生成、降解和迁移中的随机过程，为碳循环预测提供了新的理论支持。这两项成果分别于2021年6月和2023年10月发表在《Environmental Science & Technology》上，2019级硕博研究生佘智祥同学为论文第一作者。（2）在AMD湖泊原核与真核微生物研究方面，团队采用16S rRNA基因测序和生态统计方法，研究了AMD湖泊中沿深度剖面的原核微生物多样性和群落组装，填补了深层AMD湖泊微生物分布和群落组装的知识空白。通过对原位环境样品的分析，揭示了AMD污染对真核和原核生物多样性的影响，发现酸性环境是微生物群落组装的主要驱动力，特别是在真核生物中，同时指出特定微生物类群在AMD污染水域中的广泛生态联系，为理解AMD中的微生物生态过程提供了新见解。这两项成果分别于2021年10月和2023年9月发表在《Water Research》和《Science of the Total Environment》上，由2019级硕博研究生佘智祥和2017级硕博研究生潘鑫共同完成。（3）在酸性采矿坑湖长期自然演化过程与生物修复研究方面，团队结合历史数据与现场采样，追踪了酸性坑湖十年的生物地球化学变化，为理解微生物群落演替对酸性坑湖环境的影响提供了重要见解。采用多组学方法，深入研究了酸性采矿坑湖中外源有机物的生物地球化学影响和修复效果，为寡营养水体的生物修复提供了新的思路。这两项研究成果分别于2023年7月和2024年2月发表在《Water Research》上，论文第一作者为2019级硕博研究生佘智祥。这些研究成果不仅增进了对AMD环境的认识，也为AMD污染控制和开发藻菌协同作用下的原位生物修复技术提供了科学依据，对全球范围内的矿山废水处理和环境恢复工作具有重要的指导意义。

上述研究依托安徽省工业废水处理与资源化工程技术研究中心和纳米矿物与污染控制安徽普通高校重点实验室等平台，相关研究工作得到了国家自然科学基金区域发展联合基金（U20A20325）、国家自然科学基金面上项目（41772361）、安徽省重点研究与开发计划（2022107020015）等项目资助。佘智祥同学作为合肥工业大学首位荣获“奥加诺（水质与水环境）”奖学金的学生，展现了我校研究生在“水质与水环境”领域的卓越研究能力。该奖学金专为表彰在水质与水环境科学研究与应用方面取得杰出成果的研究生而设立。

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌抑制微藻活性示意图

（王进/文 南国君/审核）

责任编辑：程婷婷