在青岛农业大学光合固碳产能研究中心，李美洁博士与一株名为沼泽红假单胞菌的光合细菌相伴近十年。这株紫色非硫细菌天生具备代谢方式多样、碳源利用广泛、天然产物丰富的特性，传统上广泛应用于废水处理、水产养殖、畜牧业等领域。而在李美洁手中，它正从“环境卫士”蜕变为“绿色工厂”。
“全能型”微生物的绿色潜力
沼泽红假单胞菌代谢方式极为灵活：既能光合自养固定CO2，又能利用有机废物异养生长，还能在无光条件下化学自养。这种“全能性”使其可利用从CO2到甘油、木质素等多种碳源。
“它既能像植物一样固定CO2，又能‘吃掉’农林废弃物。”李美洁说。正是基于这株菌的独特优势，她带领团队展开了近十年的系统性研究。
合成生物学赋能：从CO2到高值产物
团队综合运用适应性进化、随机突变、大规模筛选，选育出高固碳效率的菌株；再通过基因编辑、启动子筛选、RBS优化、膜工程、代谢工程等多个策略，成功构建新型光合细菌平台。
该平台以CO2为主要原料，协同利用甘油和木质素等废弃碳源，高效合成番茄红素、虾青素、异戊二烯等高值产物。番茄红素产量创下光合细菌类胡萝卜素合成纪录；虾青素是强抗氧化天然色素；异戊二烯是合成橡胶的重要单体。
耐盐突破：从淡水走向海水
团队还通过适应性进化获得耐盐菌株RPAS-11，可在4.5%盐浓度下生长，为利用海水进行开放式发酵、降低生产成本提供了可能。研究表明，类胡萝卜素尤其是rhodopin的积累在抗盐胁迫中发挥关键作用。“这意味着菌株能应对高盐环境下的养殖尾水和沿海地区废弃物处理。”李美洁说。
科技成果落地生“金”
2024年9月，团队核心技术专利成功转化，创造了山东省“光合固碳”领域单笔专利转让金额的新纪录，标志着近十年的基础研究迈入产业化阶段。
“十年坚持，我们终于让这株菌从实验室走向了产业化。”李美洁说。如今，她不仅独立承担课题，还指导研究生和本科生参与科研训练，将自己的科研故事传递给更多年轻学子。
十年磨一菌：坚守与展望
从传统应用到绿色制造，从基础研究到应用转化，李美洁用十年时间诠释了高校科研工作者的坚守与创新。她表示，未来团队将继续拓展更多高值化合物的合成路径，推动技术规模化应用，为碳中和目标贡献“菌”力量。
“十年里，我学会了如何与一株菌‘对话’，也学会了如何与困难共处。”李美洁说，“女性的韧性，正是支撑长期科研的重要力量。这株菌的潜力，远比我们想象的大。”
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