全球?qū)�可持續(xù)資源需求的增長(zhǎng)，以及減少碳排放的緊迫性，加速了可再生生物系統(tǒng)的探索。由于微藻和藍(lán)細(xì)菌具有快速生長(zhǎng)、高光合效率以及能夠利用非耕地、咸水和廢水流的能力，從而減少了對(duì)淡水資源的依賴，它們?cè)谶@一領(lǐng)域發(fā)揮了核心作用（Dawiec-Lisniewska等人，2022年；He等人，2024年；Mastropetros等人，2022年；Rossi等人，2020年）。除了生物質(zhì)外，它們還產(chǎn)生多種有價(jià)值的生物活性物質(zhì)，如色素、脂類和可溶性化合物，在營(yíng)養(yǎng)保健品、化妝品、制藥和功能性食品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用（Klhn等人，2024年；Park等人，2022年）。然而，大規(guī)模培養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)可行性往往取決于能否從單一菌株中生產(chǎn)多種有價(jià)值的成分，而不僅僅是關(guān)注單一產(chǎn)物的模式（Hussain Rittmann，2023年）。

在這一背景下，絲狀藍(lán)細(xì)菌Limnospira（商業(yè)上稱為螺旋藻）是一個(gè)成功的例子，它支撐了一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，主要集中在健康補(bǔ)充劑領(lǐng)域（Nowicka-Krawczyk等人，2019年；Papini，2023年；Pinchart等人，2025年；Roussel等人，2023年；Sinetova等人，2024年；Soni等人，2017年）。一個(gè)典型的例子是從螺旋藻中商業(yè)生產(chǎn)2-α-GG（葡萄糖基甘油），青島中科智諾生物科技有限公司等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，這突顯了從這種藍(lán)細(xì)菌中生成高價(jià)值化合物的潛力（Luo等人，2022年）。這種藍(lán)藻衍生的GG價(jià)格昂貴，反映了其卓越的立體化學(xué)純度和作為高端化妝品優(yōu)質(zhì)成分的日益增長(zhǎng)的需求。然而，這一成熟平臺(tái)面臨兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的制約：傳統(tǒng)上產(chǎn)品范圍較窄，導(dǎo)致生物質(zhì)成分未被充分利用（Kurpan等人，2024年；Villaró-Cos等人，2024年）；其開(kāi)放池塘系統(tǒng)（包括用于GG生產(chǎn)的系統(tǒng)）極易受到生物入侵。這些系統(tǒng)經(jīng)常被細(xì)菌、食草生物和競(jìng)爭(zhēng)性浮游植物的混合物污染。傳統(tǒng)上，這些入侵者被視為損害培養(yǎng)純度和生產(chǎn)力的有害因素，需要通過(guò)昂貴的干預(yù)措施進(jìn)行清除，最終被丟棄，這一過(guò)程忽視了它們的潛在生物價(jià)值（Choi等人，2008年；Shiraishi，2015年；Vonshak等人，1983年；Yu等人，2025年）。這種觀點(diǎn)忽略了一個(gè)關(guān)鍵的生態(tài)學(xué)見(jiàn)解：能夠在如此動(dòng)態(tài)、高壓力生產(chǎn)環(huán)境中持續(xù)生存的生物很可能具有適應(yīng)性強(qiáng)的特征，如快速生長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。基于從廢物流中獲取價(jià)值的概念（Leong等人，2021年），一種范式轉(zhuǎn)變正在出現(xiàn)，將開(kāi)放培養(yǎng)系統(tǒng)重新定義為發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)相關(guān)性的強(qiáng)健菌株的富集環(huán)境。雖然從污染物中獲取價(jià)值的概念在其他領(lǐng)域已有先例，但其應(yīng)用于高價(jià)值、商業(yè)化的光合生產(chǎn)系統(tǒng)的探索仍然不足，尤其是在發(fā)現(xiàn)具有多重產(chǎn)品潛力的菌株方面。

盡管這一策略具有很強(qiáng)的邏輯性，但系統(tǒng)地從螺旋藻培養(yǎng)物中篩選有價(jià)值的污染菌株的努力仍然很少。我們的研究通過(guò)從運(yùn)營(yíng)中的螺旋藻池塘中分離出Sodalinema sp. ZYS來(lái)填補(bǔ)這一空白。選擇這一屬尤為重要。Sodalinema是一個(gè)最近被劃分出的分類群，它從多系的“marine Geitlerinema”群和形態(tài)相似的屬中分離出來(lái)（Cellamare等人，2018年；Noonan等人，2024年；Samylina等人，2021年）。它包括嚴(yán)格的嗜鹽堿性和嗜鹽性絲狀藍(lán)細(xì)菌，模式種Sodalinema komarekii PMC 869.14來(lái)源于極端鹽堿性的Dziani Dzaha火山口湖。Sodalinema物種的自然棲息地，如堿湖和咸水環(huán)境，表明它們具有對(duì)高鹽度、高pH值和強(qiáng)光照的耐受性。這些壓力因素與開(kāi)放、淺水培養(yǎng)池中的條件非常相似（Cellamare等人，2018年；Noonan等人，2024年；Samylina等人，2021年）。然而，Sodalinema仍然是一個(gè)謎：它在培養(yǎng)物中較為罕見(jiàn)，且基因樣本不足。迄今為止，只有少數(shù)基因組公開(kāi)可用，其中大多數(shù)是不完整的（框架或contig級(jí)別），或者來(lái)自宏基因組數(shù)據(jù)，只有兩個(gè)基因組被完全環(huán)化。這種高質(zhì)量基因組序列的極度匱乏嚴(yán)重限制了對(duì)該屬的功能基因組研究和應(yīng)用探索。

在本研究中，我們假設(shè)從污染源中分離出的Sodalinema sp. ZYS結(jié)合了其屬的固有韌性以及適合多產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)組成。通過(guò)多方面的分析，包括系統(tǒng)發(fā)育學(xué)、生理特性（耐鹽性）、基因組學(xué)（不含藍(lán)藻毒素基因、GG合成的遺傳基礎(chǔ)）以及GG和C-PC生產(chǎn)力的定量評(píng)估，我們驗(yàn)證了這一假設(shè)。ZYS的完整、環(huán)化基因組使其能夠被準(zhǔn)確分類，并為這一研究不足的屬提供了基礎(chǔ)資源。最終，在開(kāi)放、非無(wú)菌系統(tǒng)中觀察到的強(qiáng)勁生長(zhǎng)能力和快速自沉降現(xiàn)象為其適合大規(guī)模培養(yǎng)提供了初步證據(jù)，包括可能實(shí)現(xiàn)低成本收獲。總體而言，我們的工作將Sodalinema sp. ZYS視為一個(gè)有前景且具有韌性的平臺(tái)，適用于可持續(xù)的多產(chǎn)品應(yīng)用，體現(xiàn)了藍(lán)藻生物技術(shù)中的新型“變廢為寶”策略。