近日，珠江水產研究所淡水池塘養殖生態環境調控創新團隊在Nature旗下期刊《NPJ clean water》（JCR1區；IF2022=11.4）在線發表了題為“Microorganism-mediated denitrogenation of aquaculture systems provoked by poly-β-hydroxybutyrate (PHB)”的研究論文，珠江所助理研究員夏耘博士為論文第一作者，碩士研究生劉雅榮為論文共同第一作者，郁二蒙研究員和謝駿研究員為論文共同通訊作者。該論文得到了國家重點研發計劃（2023YFD2400504）、中國水產科學研究院中央級公益性科研院所基本科研業務費專項（2023TD62）、國家自然科學基金面上項目（42077453）等項目的資助。并且，在此項研究基礎上，由夏耘博士等人申請的國家發明專利“一株弗氏檸檬酸桿菌JYS及其菌劑和應用”獲得了授權，專利授權號：ZL 2023 11 827720.0。
PHB（聚β一羥基丁酸酯）是一種新型生物材料，具有在自然界完全生物降解的特性，是目前最具碳中性的生物基材料之一，可作為生物膜形成的固體基質，也可作為緩釋碳源促進微生物生長。本研究將PHB應用于大口黑鱸零換水養殖系統水處理單元，通過分析水處理性能優化其應用參數，對水體NO3-N、NO2-N、TN去除率達到90%左右；進一步利用16s rRNA高通量測序技術和Geochip技術挖掘其高效去氮的機制，發現PHB作為緩釋碳源對養殖系統去氮微生物（Cetobacterium、Polynucleobacter、Lacibacter）的顯著富集以及反硝化去氮功能基因（nirK,nirS,narG）的強化是PHB具有高去氮能力的主要原因；最后，結合養殖動物的健康評價為PHB應用于大口黑鱸養殖尾水處理提供基礎數據。
在以上研究基礎上，研究人員進一步鑒定和分離該系統內一株高效去氮功能菌弗氏檸檬酸桿菌JYS，通過制備PHB復合生物炭對菌株進行固定化，菌株與生物炭的富集強化，能夠提高水處理的脫氮效率且加快弗氏檸檬酸桿菌菌體自聚集，降低應用成本，促進生物膜形成，在生物膜處理養殖尾水領域具有廣闊應用前景。
相關文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41545-024-00339-0。
