2025年12月23日，国际微生物生态学权威期刊《The ISME Journal》在线发表了学院邱光磊教授团队题为《Metagenomic characterization of the metabolism, evolution, and global distribution of Candidatus Accumulibacter members in wastewater treatment plants》的研究成果。

强化生物除磷（EBPR）是当前城市污水处理中实现高效、稳定除磷的关键工艺，其运行效果在很大程度上依赖于聚磷菌（polyphosphate-accumulating organisms, PAOs）。其中，Candidatus Accumulibacter是驱动污水生物除磷过程的关键核心功能类群，并在全球活性污泥微生物种群中占据主导地位。

然而，长期以来，对该类群的认知主要建立在基于 ppk1 基因的系统发育分类和有限的分子检测手段之上，这类方法在覆盖范围和分辨率上均存在明显局限，导致大量谱系被低估甚至遗漏，其真实的系统发育多样性、代谢潜力及生态适应策略始终未能得到全面刻画。

研究团队基于大规模宏基因组数据的系统整合与解析，覆盖全国及全球六大洲污水处理厂的活性污泥样本，本质性扩展了 Ca. Accumulibacter 的基因组资源，并识别出一个具有全球分布特征的新分支（Clade IV），从而在系统发育层面重塑了对该类群多样性的认知。进一步的比较分析表明，不同分支在碳源利用能力、氨基酸合成完整性及进化轨迹方面存在显著差异，反映出其在污水处理厂的工程环境中形成了高度分化且相互依存的代谢策略。同时，对抗病毒防御系统及其与病毒潜在互作关系的解析显示，病毒压力可能在塑造Ca. Accumulibacter 群体结构、维持群落功能稳定性方面发挥着重要作用。总体而言，这些发现从基因组与生态尺度重新界定了该种全球主导性聚磷菌的功能角色与适应机制，为深入理解工程生态系统中功能微生物的功能进化与多样化提供了新的视角和重要理论基础。

图1. Candidatus Accumulibacter的系统发育基因组学与全球生物地理分布

该论文第一完成单位为华南理工大学，2024级谢晓婧博士为第一作者，邱光磊教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省珠江人才计划、广州市重点研发计划等项目支持。

文章链接：https://doi.org/10.1093/ismejo/wraf278

作者简介：

第一作者：谢晓婧，华南理工大学2024级博士生，以第一作者在Nature Water、ISME J、Environ Sci Technol、ISME Commun、Environ Sci Ecotechnol等发表第一作者论文5篇，获国家奖学金和中国科协青年科技人才培育工程博士生专项资助等。

通讯作者：邱光磊，华南理工大学教授、博导、环境与能源学院副院长。主要从事污水生物处理工艺原理、生物脱氮除磷、水处理微生物组学与生物信息学等方面研究。在Nature Water、ISME J、Environ Sci Technol、ISME Commun、Water Res等发表SCI论文120余篇，H-index 46。主持国家自然科学基金等各位科研项目20余项。获2015美国化学工程师学会（AIChE）新加坡分部“杰出青年研究员”、2023广东省环境科学学会生态环境青年科技奖金奖、2023中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖、2023中国环境保护产业协会环境科技进步奖二等奖、2025环境保护科学技术奖二等奖等；2019年入选广东省人才项目；担任《Environmental Science and Ecotechnology》《Chinese Chemical Letters》《Environmental Chemistry and Safety》《环境工程》青年编委，担任广东省环保产业协会专家技术委员会专家委员等。

图文：邱光磊

一审：乐向晖

二审：吴章艺

终审：严克友/朱能武