中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 郭亮課題組

基于微藻的生物技術(shù)在解決廢水除磷和回收的雙重挑戰(zhàn)方面具有巨大潛力；然而，微藻對(duì)溶解有機(jī)磷（DOP）的去除和代謝響應(yīng)機(jī)制應(yīng)尚不清楚。本文研究了蛋白核小球藻對(duì)不同形式DOP的去除機(jī)制和代謝組學(xué)響應(yīng)，包括三磷酸腺苷（ATP）、葡萄糖-6-磷酸（G-6-P）和β-甘油磷酸鹽（β-GP）。結(jié)果表明，蛋白核小球藻可以通過直接運(yùn)輸和后水解途徑有效吸收 96% 以上的 DOP。無機(jī)磷（IP）的吸收遵循擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，而 DOP 遵循擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。代謝產(chǎn)物分析顯示，中心碳代謝的顯著改變?nèi)Q于DOP的來源。G-6-P上調(diào)糖酵解和三羧酸循環(huán)中間體，反映了碳水化合物、氨基酸和核苷酸生物合成的增強(qiáng)。而ATP則下調(diào)了微藻的碳水化合物和嘌呤代謝，抑制了微藻的持續(xù)生長(zhǎng)。本研究為利用微藻處理含磷廢水提供了理論支持。

原文鏈接：Removal mechanisms and metabolic responses of Chlorella pyrenoidosa to dissolved organic phosphorus

南非德班理工大學(xué)水處理技術(shù)研究所 Faizal Bux課題組

利用微藻回收污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，既保護(hù)了環(huán)境，也可用于生物燃料的生產(chǎn)。本研究，評(píng)估了用索羅金小球藻處理紡織業(yè)污水，并生產(chǎn)生物燃料的潛力。培養(yǎng)微藻過程中，使用了含有污水的并添加不同比例標(biāo)準(zhǔn)BG-11的培養(yǎng)基。結(jié)果表明，在20% (v/v) BG-11的培養(yǎng)基中，索羅金小球藻的生物量達(dá)到3.80 g/L，脂質(zhì)產(chǎn)量為1.24 g/L，污水中，超過99%的氮和磷及99.05%的COD（化學(xué)需氧量）被去除。微藻培養(yǎng)4天后，污水的COD降低了90%，培養(yǎng)6天后，硝態(tài)氮和總磷去除率超過95%。在含污水培養(yǎng)基中培養(yǎng)6天后，索羅金小球藻的生物質(zhì)含量、總脂質(zhì)含量、總碳水化合物含量分別為3.80 g/L，1.24 g/L，1.09 g/L，分別是對(duì)照組（不含污水的標(biāo)準(zhǔn)BG-11培養(yǎng)基）的2.15倍，2.95倍，3.30倍。按理論計(jì)算，1噸索羅金小球藻能生產(chǎn)出294.5 kg的生物柴油和135.7 kg的生物乙醇。棕櫚酸、硬脂酸和油酸是索羅金小球藻脂質(zhì)中的主要成分。本研究，闡述了利用微藻處理紡織業(yè)污水的潛力，提出了一條廉價(jià)地生產(chǎn)生物燃料的途徑。

原文鏈接：Axenic green microalgae for the treatment of textile effluent and the production of biofuel: a promising sustainable approach

一、土壤板結(jié)的危害

土壤板結(jié)會(huì)使土壤變得緊實(shí)，孔隙度減小，通氣性和透水性變差。這就如同給土壤穿上了一層厚厚的 “鎧甲”，阻礙了空氣、水分和養(yǎng)分在土壤中的流通。對(duì)于植物來說，這意味著根系難以伸展和呼吸，吸收水分和養(yǎng)分的能力大大減弱。長(zhǎng)此以往，農(nóng)作物的生長(zhǎng)會(huì)受到嚴(yán)重抑制，產(chǎn)量和品質(zhì)都會(huì)下降。

二、小球藻的特性

小球藻是一種單細(xì)胞綠藻，廣泛分布于自然界的水體中。它具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1.富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：小球藻含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以為土壤中的微生物提供充足的養(yǎng)分，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和繁殖。

2.光合作用強(qiáng)：小球藻能夠進(jìn)行高效的光合作用，吸收二氧化碳，釋放氧氣。這有助于改善土壤的通氣狀況，為植物根系創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境。

3.分泌生物活性物質(zhì)：小球藻在生長(zhǎng)過程中會(huì)分泌一些生物活性物質(zhì)，如多糖、氨基酸、生長(zhǎng)激素等。這些物質(zhì)可以刺激土壤中有益微生物的活性，增強(qiáng)土壤的生物肥力。

三、小球藻改善土壤板結(jié)的作用機(jī)制

1.改善土壤結(jié)構(gòu)：小球藻分泌的多糖等物質(zhì)可以與土壤顆粒結(jié)合，形成穩(wěn)定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這種團(tuán)粒結(jié)構(gòu)能夠增加土壤的孔隙度，提高土壤的通氣性和透水性，從而緩解土壤板結(jié)。

2.促進(jìn)微生物生長(zhǎng)：小球藻提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)可以促進(jìn)土壤中有益微生物的生長(zhǎng)和繁殖。這些微生物在代謝過程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸等物質(zhì)，能夠溶解土壤中的難溶性養(yǎng)分，提高土壤肥力。同時(shí)，微生物的活動(dòng)還可以改善土壤的物理性質(zhì)，進(jìn)一步減輕土壤板結(jié)。

3.增強(qiáng)土壤肥力：小球藻本身含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)它死亡分解后，這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)釋放到土壤中，為植物提供養(yǎng)分。此外，小球藻還可以與植物根系形成共生關(guān)系，幫助植物吸收土壤中的養(yǎng)分，提高養(yǎng)分利用率。

四、應(yīng)用方法

目前，小球藻在改善土壤板結(jié)方面的應(yīng)用方法主要有以下幾種：

1.直接施用：將小球藻培養(yǎng)液或干粉直接施用到土壤中，可以快速改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力。

2.與有機(jī)肥混合施用：將小球藻與有機(jī)肥混合后施用，可以提高有機(jī)肥的肥效，同時(shí)發(fā)揮小球藻改善土壤板結(jié)的作用。

3.葉面噴施：將小球藻培養(yǎng)液稀釋后進(jìn)行葉面噴施，不僅可以為植物提供養(yǎng)分，還可以通過植物的根系分泌物影響土壤微生物群落，間接改善土壤板結(jié)。

總之，小球藻作為一種天然的生物資源，在改善土壤板結(jié)方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。通過合理利用小球藻，可以提高土壤質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

光照，是影響微藻生長(zhǎng)的最重要環(huán)境因子之一。它對(duì)微藻的生長(zhǎng)、繁殖、藻體顏色、細(xì)胞形態(tài)及胞外多糖積聚都有著重要的影響。

在這場(chǎng)無聲的對(duì)話中，光照就像是微藻的“指揮家”，引導(dǎo)著它們的生命節(jié)奏。當(dāng)光照充足時(shí)，微藻會(huì)充分吸收陽(yáng)光中的能量，進(jìn)行光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)和氧氣。在這個(gè)過程中，微藻會(huì)合成各種蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，為自身的生長(zhǎng)和繁殖提供所需的營(yíng)養(yǎng)。

然而，光照并不是越多越好。當(dāng)光照強(qiáng)度過高時(shí)，微藻可能會(huì)受到光抑制，導(dǎo)致光合作用效率下降，甚至?xí)?duì)其生長(zhǎng)和生存造成不利影響。此外，光照時(shí)間和光照周期也會(huì)對(duì)微藻的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生影響。不同的微藻對(duì)光照的需求和適應(yīng)能力也有所不同，有些微藻喜歡強(qiáng)光環(huán)境，而有些微藻則更適應(yīng)弱光環(huán)境。

除了光照，溫度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他環(huán)境因素也會(huì)對(duì)微藻的生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)生影響。因此，在培養(yǎng)微藻時(shí)，需要綜合考慮這些因素，為微藻提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。

總之，微藻與光照之間的關(guān)系是微妙而復(fù)雜的。了解光照對(duì)微藻的影響，對(duì)于我們更好地利用微藻資源、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)新的生物技術(shù)等方面都具有重要的意義。讓我們不再誤解“藻”，而是通過深入研究和探索，更好地與它們進(jìn)行這場(chǎng)無聲的對(duì)話。

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藻，這一神奇而多樣的生物群體，遠(yuǎn)非如此簡(jiǎn)單地被溫度所定義。誠(chéng)然，20-30 度可能是不少常見藻種較為理想的生長(zhǎng)區(qū)間，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，它們能展現(xiàn)出良好的活力與生機(jī)，進(jìn)行著光合作用，為生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)著自己的力量。

但我們不能忽視的是，大自然的奇妙之處就在于其無盡的多樣性。在廣闊的天地間，存在著各種特殊環(huán)境下的藻。有些藻能夠在溫度遠(yuǎn)超 30 度的炎熱水域中倔強(qiáng)生長(zhǎng)，它們以頑強(qiáng)的生命力對(duì)抗著高溫的挑戰(zhàn)，發(fā)展出獨(dú)特的生存策略；而在寒冷的極地或者高海拔地區(qū)，也有藻的身影，它們適應(yīng)著接近甚至低于 0 度的低溫，在冰天雪地中悄然綻放生命的色彩。

我們應(yīng)該以更開放的視角和更深入的探索去認(rèn)識(shí)藻。不要被固有觀念所束縛，要知道每一種藻都有著自己獨(dú)特的溫度適應(yīng)區(qū)間，都在各自的環(huán)境中演繹著屬于它們的精彩故事。

我們對(duì)藻的理解不應(yīng)局限于那看似約定俗成的 20-30 度，而應(yīng)去探尋它們?cè)诟鞣N極端溫度下的秘密與奇跡。只有這樣，我們才能真正領(lǐng)略到藻世界的廣袤與神奇，才能更加全面地認(rèn)識(shí)和珍惜這些大自然賦予我們的奇妙生物。讓我們打破思維的藩籬，去重新審視那被我們誤解的藻與溫度的關(guān)系吧。

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微藻，這看似微小的生物，對(duì)我們的皮膚有著諸多重要作用。首先，它具有出色的保濕功效。其所含的成分能夠深入肌膚底層，牢牢鎖住水分，讓皮膚時(shí)刻保持水潤(rùn)盈澤，告別干燥與粗糙。

抗氧化作用更是微藻的一大亮點(diǎn)。在這個(gè)充滿自由基威脅的環(huán)境中，微藻宛如一位忠誠(chéng)的衛(wèi)士，挺身而出與自由基對(duì)抗，有效減少它們對(duì)皮膚的傷害，從而延緩皮膚衰老的進(jìn)程，使肌膚保持年輕態(tài)，細(xì)紋和皺紋的出現(xiàn)也得以減緩。

當(dāng)我們的皮膚受到外界刺激時(shí)，微藻又能發(fā)揮其舒緩作用。它可以安撫肌膚的不適，減輕炎癥反應(yīng)，讓肌膚迅速恢復(fù)平靜與舒適。

同時(shí)，微藻還能助力皮膚細(xì)胞的修復(fù)與再生，使受損的肌膚能夠更快地恢復(fù)健康與活力。而且，它在提亮膚色方面也有著不凡的表現(xiàn)，能逐漸改善暗沉，讓肌膚煥發(fā)出自然的光彩。

隨著對(duì)微藻研究的不斷深入，我們?cè)桨l(fā)認(rèn)識(shí)到它對(duì)皮膚的重要性。它就像是大自然賦予我們的一份珍貴禮物，為我們的肌膚護(hù)理帶來新的希望和可能。讓我們盡情享受微藻帶來的護(hù)膚益處，讓肌膚綻放出更加美麗動(dòng)人的光彩吧！

相信在未來，微藻在護(hù)膚界的地位將越發(fā)重要，為人們帶來更多的驚喜與改變。

微藻富含多種營(yíng)養(yǎng)成分，一些種類的微藻可作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。其所含的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等，能夠?yàn)槿梭w提供必要的營(yíng)養(yǎng)支持，有助于維持身體健康和促進(jìn)康復(fù)。

在藥物研發(fā)方面，微藻也有著重要的角色。研究人員發(fā)現(xiàn)，某些微藻中含有具有生物活性的物質(zhì)，這些物質(zhì)可能具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤等特性。通過深入研究和開發(fā)，有望從中提取出新型藥物，為治療各種疾病提供新的途徑。

此外，微藻在醫(yī)學(xué)檢測(cè)中也能發(fā)揮作用。利用微藻對(duì)特定環(huán)境或物質(zhì)的敏感性，可以設(shè)計(jì)出靈敏的生物傳感器，用于疾病的早期診斷和監(jiān)測(cè)。

不僅如此，微藻在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也展現(xiàn)出一定的潛力。例如，在組織工程中，微藻及其提取物可能有助于促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和組織修復(fù)。

當(dāng)然，微藻在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于不斷探索和發(fā)展的階段。但不可否認(rèn)的是，它們?yōu)獒t(yī)學(xué)的進(jìn)步帶來了新的希望和可能性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)微藻研究的深入，相信未來微藻將在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮更加重要的作用，為人類的健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

讓我們持續(xù)關(guān)注“藻知道”，期待微藻在醫(yī)學(xué)舞臺(tái)上綻放更加絢爛的光彩。

微藻作為生物燃料原料，具有諸多令人矚目的作用。首先，它們的生長(zhǎng)速度極其迅速，能夠在短時(shí)間內(nèi)積累大量的生物質(zhì)。這意味著可以源源不斷地提供充足的原料來源，以滿足對(duì)生物燃料不斷增長(zhǎng)的需求。

其含油量相對(duì)較高，通過合適的技術(shù)手段，可以將這些油脂提取并轉(zhuǎn)化為生物柴油等燃料。與傳統(tǒng)的化石燃料相比，微藻生物燃料在燃燒時(shí)能大大減少溫室氣體的排放，對(duì)環(huán)境更加友好，有助于緩解全球氣候變化的壓力。

此外，微藻可以利用各種廢棄資源進(jìn)行培養(yǎng)，如工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢棄物等，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。這種特性不僅降低了生產(chǎn)成本，還為廢棄物的處理提供了新的途徑，可謂一舉兩得。

而且，微藻的培養(yǎng)不占用大量的耕地資源，這在土地資源日益緊張的今天顯得尤為重要。它們可以在池塘、海洋等多種環(huán)境中生長(zhǎng)，為生物燃料的大規(guī)模生產(chǎn)提供了廣闊的空間。

在技術(shù)不斷進(jìn)步的推動(dòng)下，微藻在生物燃料原料中的應(yīng)用前景愈發(fā)光明?？蒲腥藛T們正在不斷探索更高效的培養(yǎng)方法、提取工藝和轉(zhuǎn)化技術(shù)，以進(jìn)一步提高微藻生物燃料的性能和經(jīng)濟(jì)效益。

總之，微藻在生物燃料原料中扮演著關(guān)鍵的角色，為我們邁向可持續(xù)能源的未來開辟了一條充滿希望的道路。隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展，相信微藻將為解決能源危機(jī)和環(huán)境問題做出更大的貢獻(xiàn)。

未來，微藻生物燃料有望成為主流能源之一，讓我們的世界更加清潔、綠色和可持續(xù)。

微藻作為一種富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物，能夠?yàn)樾←溕L(zhǎng)提供重要的養(yǎng)分支持。它們可以通過光合作用固定大量的碳，合成蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等。當(dāng)這些營(yíng)養(yǎng)成分被合理應(yīng)用于小麥種植中時(shí)，能有效地改善小麥植株的營(yíng)養(yǎng)狀況，增強(qiáng)其生長(zhǎng)活力。

一方面，微藻提取物或相關(guān)制品可以作為天然的生物刺激劑，刺激小麥的生理機(jī)能。它能夠促進(jìn)根系的發(fā)育，使小麥更好地吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，提高抗逆性，在面臨干旱、病蟲害等不良環(huán)境時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)能力。

另一方面，微藻的某些代謝產(chǎn)物具有調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的作用。這些物質(zhì)可以影響小麥的細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)，從而促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，增加麥穗的數(shù)量和飽滿度，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提升。

此外，將微藻與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合，如合理的施肥和灌溉，能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步放大對(duì)小麥產(chǎn)量提高的效果。不可否認(rèn)的是，微藻作為一種新興的資源，為小麥產(chǎn)量的提升開辟了新的途徑，有望在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用。

說起藻類，大家并不陌生，平時(shí)我們或多或少都吃過一些藻類產(chǎn)品，比如紫菜、海帶、裙帶菜等，這些通俗講是巨藻。幾千年來，人類將食用藻類作為補(bǔ)充和食物來源，但是對(duì)微藻知之甚少，微藻不僅營(yíng)養(yǎng)健康價(jià)值巨大，還是減緩全球變暖的天然“碳匯”，并有助于緩解陸地糧食生產(chǎn)所需的耕地和淡水資源日益增加的壓力。

健康的超級(jí)食物，微藻“四大天王”營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)價(jià)值凸顯

“微藻具有豐富的生物化學(xué)成分，是一種具有功能品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的可持續(xù)食品來源?！睆埑晌浣淌诮o予微藻高度評(píng)價(jià)。微藻的種類非常多，目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的螺旋藻、雨生紅球藻、裸藻、小球藻，被稱為微藻界的“四大天王”。在不同種類的微藻中，有著不同的活性成分，這些活性成分賦予微藻獨(dú)特的生理功能。

小球藻是很好的葉綠素來源，有著排毒和凈化的作用，對(duì)患有肝病、飲酒、吸煙以及便秘、大便干燥的人群非常有幫助。其特有的小球藻生長(zhǎng)因子，可以增強(qiáng)人體免疫能力，有助于修復(fù)全身神經(jīng)組織，對(duì)治療退行性大腦和神經(jīng)疾病同樣有效；裸藻被稱為“水中冬蟲夏草”，有很強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)作用，能夠清除脂肪、膽固醇等,增強(qiáng)免疫系統(tǒng)能力，并降低血液當(dāng)中的尿酸。

雨生紅球藻是繼螺旋藻之后又一高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的微藻，可以產(chǎn)生天然的蝦青素，抗氧化能力極強(qiáng)。相比于化學(xué)合成的蝦青素，紅球藻蝦青素?zé)o污染、生物利用度與可及性高，更表現(xiàn)出廣泛的臨床應(yīng)用價(jià)值，目前已在心血管疾病、視網(wǎng)膜病變，關(guān)節(jié)炎癥或疼痛等領(lǐng)域開展臨床試驗(yàn)。此外，微藻還可以作為疫苗的載體，利用重組藻類生產(chǎn)抗病毒疫苗，有助于人類抗擊病毒，其營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)價(jià)值極其豐富。

“超級(jí)營(yíng)養(yǎng)包”螺旋藻助力全民健康

螺旋藻是微藻的典型代表，也是最早被研究應(yīng)用的微藻產(chǎn)品之一。半個(gè)世紀(jì)以前，法國(guó)科學(xué)家、生物學(xué)家克雷曼博士發(fā)現(xiàn)螺旋藻并稱“人類科學(xué)在二十世紀(jì)會(huì)有兩大發(fā)現(xiàn)，一是原子能,二是螺旋藻”。當(dāng)下，螺旋藻基于營(yíng)養(yǎng)素均衡、高營(yíng)養(yǎng)素含量、高消化率等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在德國(guó)、美國(guó)、日本等很多國(guó)家已被規(guī)模化推廣。

螺旋藻被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織贊譽(yù)為“自然界饋贈(zèng)的營(yíng)養(yǎng)包”，已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家改善和提升國(guó)民健康素質(zhì)的天然營(yíng)養(yǎng)食品。以墨西哥為例，政府甚至規(guī)定參加奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員的食品中要含有螺旋藻。上世紀(jì)九十年代，我國(guó)衛(wèi)生部門批準(zhǔn)螺旋藻為新資源食品，后批準(zhǔn)為藍(lán)帽子保健食品。

螺旋藻含有藻膽蛋白、活性多肽、γ-亞麻酸、β胡蘿卜素以及多糖等營(yíng)養(yǎng)活性成分，通過生物煉制的方法，可以把這些活性成分提取出來。其中，藻膽蛋白具有多重生物活性和營(yíng)養(yǎng)保健功效，對(duì)免疫調(diào)節(jié)功能非常明顯；從螺旋藻中提取的水溶性多糖——螺旋藻多糖(PSP),則具有抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、抗病毒、抗輻射等特性。

微藻兼具功能品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,有著廣闊的應(yīng)用前景。近年來，隨著微藻研究的不斷深入，在食品、生物醫(yī)藥大健康、水產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)、護(hù)膚和藥妝品、材料、環(huán)保、能源、建筑與藝術(shù)乃至航空航天等行業(yè)都有微藻的身影，其所蘊(yùn)含的廣泛應(yīng)用價(jià)值正在加速釋放。

第四屆“微藻營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)中國(guó)行”活動(dòng)已經(jīng)開啟，為微藻產(chǎn)業(yè)的開拓、營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步、人類健康事業(yè)的發(fā)展注入了全新活力。相信在政、企、學(xué)、媒的共同推動(dòng)下,在廣大群眾的積極參與下,營(yíng)養(yǎng)醫(yī)學(xué)將成為全民健康的重要抓手,造福國(guó)人健康,助力健康中國(guó)夢(mèng)。