综述：细菌-藻类协同固碳的分子机制、生态动力学与生物技术创新

这篇综述系统阐述了细菌-藻类互作在碳封存中的协同效应，涵盖分子机制（如群体感应AHLs信号传导）、生态过程（如难降解溶解有机碳RDOC形成）和生物技术应用（CRISPR工程菌群）。研究揭示微生物互作可使藻类光合效率提升20-40%，推动18.9%的巨藻RDOC存储，工程化系统实现80%营养盐去除与35%固碳增效，为碳中和目标提供创新路径。

　　

细菌-藻类协同固碳：从分子互作到生态工程

直接互作模式
细菌与藻类通过营养交换、分子信号和水平基因转移直接互作。例如，类芽孢杆菌（Mesorhizobium loti）为藻类提供维生素B₁₂，而藻类分泌二甲基磺基丙酸（DMSP）作为细菌碳源。群体感应分子N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）可上调微藻Chlorella vulgaris光合基因表达，使固碳效率提升22%。

生态级联效应
细菌通过代谢藻类分泌物促进难降解溶解有机碳（RDOC）形成，如褐藻-细菌系统将20%生物量转化为可存储千年的RDOC。宏基因组分析显示，水平转移的硫代谢基因使细菌矿化藻源有机硫，进一步稳定碳存储。

环境调控因素
光照强度>150 μmol/m²/s时，藻菌共生体系固碳速率倍增；但pH<7.5会抑制AHLs信号传导。重金属污染（如Cd²⁺>

技术创新应用
模块化合成菌群（含CRISPR编辑的Phaeodactylum tricornutum）在污水处理中同步实现85%氮磷去除和CO₂再固定。微藻-细菌生物膜反应器通过优化微生物互作网络，使CO₂-to-生物质转化率达理论值的92%。

挑战与展望
当前光生物反应器的光穿透深度限制规模化应用，而合成菌群的生态风险评估亟待完善。未来需整合多组学技术与生态建模，开发动态调控的智能共生系统。