近期，江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室饶义剑教授团队在基于天然产物尾孢菌素仿生光抑制蓝藻生长方面取得了重要进展，研究成果“Designing a Cercosporin-Bioinspired Bifunctional Algicide with Flocculation and Photocatalysis for Efficiently Controlling Harmful Cyanobacterial Blooms”正式发表于该领域Top期刊Journal of Hazardous Materials(Q1, IF = 13.6)。

随着经济的快速发展与人民生活水平的提高、富含氮、磷污水的大量排放，水体中的藻类迅速繁殖，从而引发蓝藻水华，破坏水体生态系统。我国太湖、巢湖和滇池等淡水湖深受蓝藻水华的影响，当地居民用水与正常生活时常受到严重威胁。因此，开发一种高效安全的蓝藻水华治理方法，一直是全球科学家重点关注的研究方向。饶义剑教授团队前期深入研究了真菌来源苝醌类天然产物尾孢菌素（Cercosporin，CP）优异的光敏活性(Tang, 2019, J Catal; Li, 2019, Green Chem; Wu, 2021, J Hazard Mater；Li, 2021, J Catal; Zhou, 2021, Microb Cell Fact; Yuan, 2022, Green Chem)，并对其光催化抑藻效果进行了初步探究(Liu, 2022, Water Res.)。然而CP直接用于抑制蓝藻生长需要36小时，对于实际应用而言过于耗时，因此本课题利用仿生策略通过（1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）盐酸碳二亚（EDCI）介导的缩合反应，一步在SiO2上引入EDU和CP两个基团，形成一种新型的具有絮凝和光敏活性的双功能抑藻剂SiO2@EDU@CP。其可以利用太阳光高效快速抑制铜绿微囊藻和太湖蓝藻生长，同时也表现出优异的铜绿微囊藻毒素（MC-LR）和气味物质降解活性（图1）。在实际应用中，低剂量（2.8 mg/mL）的SiO2@EDU@CP在7.5 h室外太阳光的照射下即可有效抑制实际太湖蓝藻的生长，使太湖蓝藻的绿色明显消褪，抑藻率高达95%，进一步证明了该方法的实用价值（图2）。该方法为解决淡水湖水华问题，尤其是太湖的蓝藻爆发问题提供了新的思路，具有重要的借鉴价值。

图1SiO2@EDU@CP通过絮凝-光敏活性双功能抑制蓝藻生长

图2 SiO2@EDU@CP在室外太阳光下抑制太湖蓝藻生长

袁振波副研究员和2019级博士生刘美玲为该论文的共同第一作者，饶义剑教授为该论文的通讯作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划项目(2021YFC2102700)；国家自然科学基金项目(22207044)；中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP12015)；中国博士后基金（2020M671329），江苏省博士后基金（2020Z383），生物工程学院青年人才托举工程等项目资助。近年来饶义剑教授团队以复杂天然产物（药物）的生物合成途径解析为基础，在新酶催化反应的挖掘与创建、机制解析与定向进化，以及基于天然产物的绿色合成与环境治理等研究领域取得丰硕成果，相关研究成果已发表在Nature Communications (2023)、Angew (2022)、ACS Catalysis (2022)、Green Chemistry (2019, 2022)、Water Research (2022)、Journal of Hazardous Materials (2021, 2023)、Chemical Engineering Journal (2021)等本领域权威期刊。