西藏大学生态环境学院布多课题组利用高原微藻开展了水污染治理方面的研究，并运用多组学揭示高原微藻在平行处理不同类型污水处理过程中产生的代谢物差异，对其产生的机制进行了研究。相关研究成果近日以“IntegratedOmicsApproach to Discover Differences in the Metabolism of a New Tibetan Desmodesmus sp. in Two Types of Sewage Treatments”为题发表在国际权威期刊Metabolites (论文链接：https://doi.org/10.3390/metabo13030388)。

高原微藻在污染治理方面具有绿色、高效、经济、环保、可循环的特性，并可广泛应用于城市、农业和工业等领域的环境治理。本研究使用高原链带藻来平行处理两种不同类型的污水，通过转录组学和代谢组学的联合分析，研究了高原链带藻在两种不同类型污水处理过程在分子水平上的差异。通过研究我们发现两种污水处理过程中在GO富集分析中最显著富集的通路是核糖体、光合作用和蛋白酶体通路。差异表达基因和差异积累代谢物富集于光合作用、乙醛酸和二羧酸代谢以及碳固定。通过组学关联分析我们发现城市污水与重金属污水相比较，柠檬酸和琥珀酸的代谢显著上调，这对柠檬酸循环至关重要，7-磷酸景天庚酮糖的代谢显著上调，这对卡尔文森循环至关重要，为污水的处理提供了能量。此外，在重金属污水与市政污水的比较中，差异表达基因和差异积累代谢物的代谢途径富集于精氨酸、脯氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸的代谢和类胡萝卜素的生物合成，其中S-腺苷-L-同型半胱氨酸的代谢物常被认为是一种有害的副产物，其代谢被显著下调，2-氧代丁酸盐显著上调和下调，诱导丙酸盐代谢和氧化应激标记物盐酸盐的次生代谢过程，脱落酸葡萄糖酯代谢显著上调，在处理重金属废水的过程中，脱落酸葡萄糖酯的解絮凝作用使脱落物迅速形成，以应对盐胁迫。

总体而言，这项研究系统阐述了高原微藻在不同污水处理中的差异机制，为后续研究基因调控目标代谢物以及对从自然界纯化分离获得的高原微藻进行选择育种、基因工程育种、诱变育种提供借鉴意义，将有助于提高高原微藻对污水处理分子响应的基础知识，有助于设计基于高原微藻的复杂混合污水处理响应策略。

上述研究成果，文章通讯作者为西藏大学生态环境学院布多教授，第一作者为西藏大学生态环境学院博士研究生王金虎，共同第一作者为西藏大学生态环境学院博士研究生陈均玉、湖南省生态地质调查监测所张东东高级工程师，合作作者包括西藏大学生态环境学院博士研究生崔小梅、周金娜，硕士研究生李静、魏延丽。