为降低微藻生产成本，利用废物制备生物质能源是环境保护和能源开发领域的有益尝试。利用厌氧发酵液中挥发性脂肪酸（VFAs）培养微藻能够实现高效、低成本的产油，对解决制约微藻生物柴油规模化生产的高成本问题具有重要的意义。然而，关于异养型微藻利用挥发酸产油的代谢调控机理鲜有报道。

基于此，由齐鲁工业大学环境科学与工程学院宋明明课题组从中国科学院水生生物研究所淡水藻种库选取蛋白核小球藻FACHB-1216和四尾栅藻FACHB-1297进行研究。选择乙酸、丙酸、丁酸作为有机碳源，获得了两株优势能源微藻异养和混养条件下的最优挥发酸比例，考察了其在最优挥发酸比例下生长、产油、挥发酸和氮磷的去除情况。

研究结果表明:

(1)两株异养型能源微藻均可高效利用挥发酸进行油脂积累，蛋白核小球藻和四尾栅藻分别获得最优挥发酸比例（乙酸：丙酸：丁酸）为4:5:1和6:1:3。

图1 蛋白核小球藻在不同挥发酸比例下的生长特性（不同挥发酸比例对（A）初始低接种密度下混养模式蛋白核小球藻生物量浓度的影响（B）初始中、高接种密度下混养模式蛋白核小球藻生物量浓度的影响；（C）初始低接种密度下异养模式蛋白核小球藻生物量浓度的影响（D）初始中、高接种密度下异养模式蛋白核小球藻生物量浓度的影响）

图2 四尾栅藻在不同挥发酸比例下的生长特性（不同挥发酸比例对（A）初始低接种密度下混养模式四尾栅藻生物量浓度的影响（B）初始中、高接种密度下混养模式四尾栅藻生物量浓度的影响；（C）初始低接种密度下异养模式四尾栅藻生物量浓度的影响（D）初始中、高接种密度下异养模式四尾栅藻生物量浓度的影响）(2)挥发酸对蛋白核小球藻和四尾栅藻TP和TN的去除均有显著的促进作用。

图3 最佳挥发酸比例下优势能源微藻对TN和TP的去除情况（（A）蛋白核小球藻TN的去除率（B）蛋白核小球藻TP的去除率；（C）四尾栅藻TN的去除率（D）四尾栅藻TP的去除率）

(3)异养下挥发酸中乙酸利用率越高越利于细胞生长和油脂积累，这可能是由于在乙酸、丙酸和丁酸被藻细胞吸收转化为乙酰辅酶A的过程中，乙酸的转化所需能量少且代谢路径短的原因。由于乙酰辅酶A是细胞代谢的重要分子和中间产物，也是合成脂肪酸等能量物质的前体。乙酸的吸收不仅提高了微藻生物量，还促进了油脂的积累。

图4 蛋白核小球藻和四尾栅藻的油脂含量及油脂转化途径

总的来说，该团队的以上研究成果为微藻高效产能与废物深度利用奠定了理论基础，有望实现能源微藻的低成本和环境友好培养的有机统一。

本文转载自国家水生生物种质库淡水藻类库微信公众号