胞外超氧化物

藻际增效三倍

一种由蓝藻光合作用衍生物诱导、在碳饥饿时达到峰值的细菌胞外超氧化物，能把抗生素降解速率提至2.6倍。

王熙 · 马百文 · 俞洪伟 · Qi, Jing · Yang, Zhugen · 胡承志 · 曲久辉

ISME Journal 2026

具体参数

胞外超氧化物增强倍数

{'zh': '3', 'en': '3'} ×

表观磺胺甲恶唑去除速率常数倍数

{'zh': '2.6', 'en': '2.6'} ×

光电流增幅

{'zh': '20.4', 'en': '20.4'} %

技术优势

降解抗生素快2.6倍

共培养体系在碳饥饿期间对磺胺甲恶唑的表观去除速率常数是细菌单菌的2.6倍，且这一窗口恰好对应超氧化物产量峰值。

碳饥饿时产量最高

藻-菌共培养在有机物匮乏的条件下反而表现出最强的超氧化物增强效应，说明该过程可被低营养状态触发并维持。

不依赖直接接触

用膜分隔共培养体系后，可检测的超氧化物仍集中在细菌一侧，表明起作用的并非藻-菌物理接触，而是可扩散的藻类分泌物。

铁竞争信号参与

共培养中积累儿茶酚型铁载体，且这一响应需要代谢活跃的活菌、并受呼吸链抑制剂削弱，提示铁竞争信号参与超氧化物调控。

应用场景

• 水体抗生素降解：用共培养体系加速水体中磺胺类等抗生素的氧化去除。
• 藻-菌共生废水处理：开发低营养条件下仍能产生活性氧的藻菌工艺，提高难降解污染物转化效率。
• 养殖水体净化：利用藻际原位产生的超氧化物控制养殖水中残留药物和病原风险。
• 活性氧检测：作为胞外超氧化物生物源模型，用于开发或校准ROS探针与监测方法。