浮萍在污水修复和生物能源等方面具有应用潜力。自养浮萍由于受CO₂和光的限制，生长速率及生物量较低。相比之下，混合营养浮萍可以同时利用光合作用和外源有机碳，代谢具有灵活性，生长速率远大于自养浮萍。然而，在混合营养条件下，外源有机碳的添加会增加浮萍生产成本。因此，混合营养浮萍的规模化培养需要选择经济上可行和环境上可持续的有机碳源。

图1 浮萍生长与木糖消耗曲线

　　木糖是自然界中储量最丰富的五碳糖，是秸秆等木质纤维原料中除葡萄糖外最主要的糖组分，在造纸废水等多种工业废水中含量丰富，可以作为浮萍混合营养生长潜在的廉价碳源。中国科学院水生生物研究所侯宏伟团队研究发现浮萍能够代谢木糖进行混合营养生长，但不能进行异养生长（图1）。同时，该团队发现光合作用是木糖代谢所必需的，并提出了浮萍代谢木糖的分子机制。与自养浮萍相比，混合营养浮萍的光合生长受到抑制，但生物量增加了2.8倍。此外，木糖显著促进了浮萍的淀粉积累，是自养浮萍淀粉产量的9.7倍（图2）。本研究为基于浮萍的生物能源生产和污水处理提供了理论基础和新的见解。 

图2 不同营养条件下浮萍的淀粉积累结果 

　　近日，该研究以“Use of hemicellulose-derived xylose for environmentally sustainable starch production by mixotrophic duckweed”为题，以外封面（outside front cover）形式发表于英国皇家化学学会旗下期刊Sustainable Energy & Fuels（图3）（文章链接：http://xlink.rsc.org/?DOI=D2SE01186G）。博士研究生孙作亮为论文第一作者，侯宏伟研究员为通讯作者。该研究得到了淡水生态与生物技术国家重点实验室项目（2021FB04）、国家重点研发计划（2020YFD0900305和2018YFD0900801）和国家自然科学基金（32001107）的资助。 

图3 Sustainable Energy & Fuels第7卷第3期封面（孙作亮、侯宏伟设计，上海海研科智能科技有限公司制作）