雖然利用微藻處理廢水是一種經(jīng)濟、環(huán)保的策略，但仍面臨著嚴格的排放標準和高價值生物質(zhì)開發(fā)的挑戰(zhàn)。在平板光生物反應器中，通過紅色 LED 燈和淀粉添加改善了蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 處理羅非魚養(yǎng)殖廢水 (T-AW) 的碳氮代謝能力，并同時生產(chǎn)了蛋白質(zhì)。在室外溫度下，使用紅色LED燈來提高了營養(yǎng)物的去除率，但除總氮外，其它污染物濃度均不滿足排放標準。加入淀粉后，平板光生物反應器對總磷、總氮、化學需氧量和總氨氮的去除率分別為85.15%、96.96、88.53和98.01%，達到排放標準；與此同時蛋白質(zhì)產(chǎn)量也達到0.60 g/L。代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析表明，紅光促進了Embden-Meyerhof-Pranas途徑和三羧酸循環(huán)的碳通量，并上調(diào)了編碼α-淀粉酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸脫氫酶、硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白和銨轉(zhuǎn)運蛋白的基因水平，這促進了營養(yǎng)物質(zhì)的去除并為蛋白質(zhì)生物合成提供了氮源。此外，收獲的蛋白核小球藻富含62%的必需氨基酸和豐富的生物燃料脂質(zhì)成分。本研究通過協(xié)同調(diào)節(jié)微藻的碳氮代謝，為室外廢水處理和蛋白質(zhì)生產(chǎn)提供了新的方向。
