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在高温热泉极端环境烷烃代谢的微生物进化与起源
滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源，包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从中重构出14个具有甲烷/烷烃代谢能力的微生物基因组（图1），其系统发育多样性极高且独特，广泛分布于韦斯特古菌门、哪吒古菌门(Nezharchaeota)等TACK超级门中。值得一提的是，该课题组首次于奇古菌门(Thaumarchaeota)中发现其具有产甲烷功能。此前，奇古菌门以其好氧氨氧化能力而为众人所熟知，而课题组首次对其厌氧状态下产甲烷能力的发现表明我们目前对此门认知的局限性，神秘的自然界或将远远超出我们的认知。此外，组学技术的发展或将指引我们对其进化历史进行更全面的认知。课题组对这些未知生命的代谢特征进行了揭示，并发现除却传统的氢营养型产甲烷菌外，还有多种氢依赖的甲基营养性产甲烷菌，他们可吸收热泉生态系统中多种甲基底物以完成甲烷的产生（图2）。通过进化基因组分析，课题组还对古菌祖先的进化起源进行了推测，研究发现对于具有产甲烷能力的微生物类群，其甲烷代谢关键基因mcrABG相对较为保守，并无明显的水平基因转移时间发生；而对于烷烃氧化的微生物类群，水平基因转移对其多样性塑造有着深远影响。基于甲烷代谢基因的保守性，课题组对其祖先序列进行了序列重构，从而来推测祖先序列的最适生长温度，结果表明具有mcrABG标记基因的微生物类群或起源于高温生境（图3）。另外，由于 TACK和ASGARD超级门中，以及广古菌门中大部分支系均具有甲烷/烷烃代谢能力，且相应微生物相比其它同支系微生物有着更为悠久的进化历史，因此，课题组猜测地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烃代谢能力。
中山大学
2021-04-13
催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合技术
对于难降解工业废水的处理，单独催化臭氧氧化技术存在臭氧剂量大、气体回收难、出水毒性高等问题，而单独生物降解处理难降解有机废水周期长、设备成本高。催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合工艺则将按序进行的催化氧化装置和生物挂膜装置两个处理单元合并，利用催化臭氧技术提高难降解有机废水的可生化性，同时采用生物膜技术减少后续处理成本，能够实现低成本提高COD、色度和浊度去除率的效果，同时降低出水毒性，减少环境生物风险。
东北师范大学
2025-05-16
聚 β 羟基丁酸酯与异亮氨酸联产菌代谢工程改造
本研究构建一种谷氨酸棒杆菌基因工程菌，使其同时发酵生产两种产品：聚羟基脂肪酸酯和异亮氨酸；前者是胞内产品，后者是胞外产品。该基因工程菌可以降低生产成本，具有工业应用前景。研究结果显示：将 phaCAB 基因簇导入 WM001后，WM001/pDXW-8-phaCAB 96h 产量为 9.58 g/L，而 WM001/pDXW-8 96h 产量为6.65 g/L，产率提高 65%达到 0.15g 异亮氨酸/g 葡萄糖。PHA 产量达到 28.7%(w/w)。关键技术 聚羟基脂肪酸酯（PHAs）是部分微生物生存在具有较高碳源与氮源的条件下，生成的一类微生物自身碳源、能源储备物的胞内聚酯。根据相关报道，将 PHB 合成代谢基因簇导入细胞内，可实现 PHB 与某些代谢产物的联产和增产，提高底物的利用率。L-异亮氨酸是一种人体必需氨基酸，因其在医药、食品和健康保健领域有广泛的应用，而使其近几年的生产能力发展迅速，目前国际上比较先进的主流生产方式为发酵法生产 L-异亮氨酸。谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)是一种小棒状、革兰氏阳性的食品安全生产菌，目前已经用于工业生产 L-异亮氨酸，本成果构建能高产 PHAs 的 C. glutamicum 菌株，具有工业化应用潜力。
江南大学
2021-04-11
曙古菌门（Aigarchaeota）微生物基因组代谢特征和起源进化研究
通过比较基因组和进化基因组学分析发现：Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成，其祖先早期共同生存于高温环境中，至今生存于高温热泉中的Thaumarchaeota与Aigarchaeota仍呈现较高的功能相似性。它们的共同祖先共享1154个基因家族，其数目甚至超过现存Aigarchaeota基因家族数目，表明二者祖先的高度相似性。广为人知的Thaumarchaeota早期并无氨氧化能力，而是后期于高温生境中进化所得，随后Thaumarchaeota扩散至海洋生境中，由于海洋生境中氮源的匮乏，因此Thaumarchaeota展现出独特的竞争优势，而被保留于海洋生境中，从而实现高温氨氧化古菌向中温环境的转变。 本研究通过重构未培养古菌类群Aigarchaeota基因组信息，揭示其潜在的代谢潜能及其遗传多样性获得机制，并结合数据库中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因组进行比较基因组学和进化基因组学分析，勾勒出这两个近缘支系的演化历史场景，指出古菌类群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高温生境，频繁的水平基因转移极大地提升了两者对各自生境的适应性，该研究极大地促进了我们对古老且神秘的古菌支系的认知。
中山大学
2021-04-13
微生物采油调控技术
我国面临着能源短缺与大量石油资源未能有效开发利用的突出问题，目前平均石油采收率 不及35%，约有2/3的石油资源留在地下有待开发。微生物采油是一项经济有效的提高原油采 收率技术，该技术具有成本低、不伤害储层、环境友好等特点，符合能源与环境协调可持续发 展的战略方向。近10年来，针对微生物采油技术的难题进行攻关，系统地研究了微生物在位繁 殖效应与驱油机制和微生物驱油传递与界面反应过程，提出并建立了驱油过程中微生物在位繁 殖效应模型；引入现代分子生物学技术，发展了油藏微生物群落结构与功能微生物的动态监测 与评价技术；开拓性地建立了微生物采油调控技术体系。
华东理工大学
2021-04-11
复合微生物净水新技术
可以量产/n成果简介：采用先进、高效的分离、筛选技术从自然界不同环境中分离出具有高效降解、转化水体污染物的微生物，并优化其培养条件，开发出各具特点的高密度发酵工艺，获得多种可工业化生产的净水微生物制剂。根据污染水体的特点，有机复配各类净水微生物制剂，采用直接投放、原位修复的方式，对各类污染水体进行有针对性的处理。技术类型：专利技术（国家发明专利授权号：CN1508243）应用前景：该技术可广泛应用于富营养化水体生态修复、黑臭河流脱黑除臭、沼液无害化处理以及生活污水及工业有机废水的处理。
华中农业大学
2021-01-12
微生物采油调控技术
我国面临着能源短缺与大量石油资源未能有效开发利用的突出问题，目前平均石油采收率不及35%，约有2/3的石油资源留在地下有待开发。微生物采油是一项经济有效的提高原油采收率技术，该技术具有成本低、不伤害储层、环境友好等特点，符合能源与环境协调可持续发展的战略方向。近10年来，针对微生物采油技术的难题进行攻关，系统地研究了微生物在位繁殖效应与驱油机制和微生物驱油传递与界面反应过程，提出并建立了驱油过程中微生物在位繁殖效应模型；引入现代分子生物学技术，发展了油藏微生物群落结构与功能微生物的动态监测与评价技术；开拓性地建立了微生物采油调控技术体系。研究成果已形成知识产权技术13项，其中，授权发明专利5项、国际PCT专利3项。获2008年上海市科技进步一等奖，2010年获国家科技进步二等奖。
华东理工大学
2021-04-13
微生物菌剂-万豪
山东万豪肥业有限公司
2021-09-06
北京蓝晶微生物基于微生物的分子和材料创新平台
蓝晶微生物致力于打造基于微生物的分子和材料创新平台。团队由清华、北大青年科学家组成，顾问团队包括中科院院士，中科院微生物所工业微生物研究室主任等。致力于利用合成生物学技术，提供生物活性分子。业务包括合同付费业务（iGEM科学教育，Holog平台），大客户定制开发（PHA业务线等）及自产经营（CBD开发）。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！
清华大学
2021-04-10
产油脂微生物资源开发及微生物油脂在饲料中的应用
成果描述：该成果得到国家基础专项项目（）和四川省支撑计划（）资助。本项目通过建立了有效利用农业废弃物的方法，生产油脂微生物能够利用的碳源。对能利用木糖为碳源的微生物制备微生物油脂生产条件进行优化，提高产油量。建立中试规模的微生物油脂的制备体系，解决微生物油脂的来源、高生产效率和降低生产成本等问题。并完成微生物油脂的饲用效果试验。产油脂微生物能利用糖蜜等废弃物进行生产。产油脂微生物含油率高，油脂含量为54.6%，生物量为23.5g/L。所产油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所产油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之间，皂化值集中在100-130之间。市场前景分析：油脂作为高能量物质，是动物饲料最佳的能量饲料来源。随着动物营养研究的不断深入，借鉴国外饲料研究的经验，近年来国内也掀起了对动物生长能量需求的研究。油脂是高能饲料，其能值是碳水化合物和蛋白质的2.25倍，添加油脂作为能量饲料越来越受到动物营养专家推崇。市场统计2010年能量饲料市场规模在330万吨，年销售总额为180亿元，预测2015年将增长至635万吨，每年以14%的速度增长。因此微生物油脂在饲料领域中的市场前景非常广阔。与同类成果相比的优势分析：产油脂微生物含油率高，油脂含量为54.6%，生物量为23.5g/L。所产油脂富含不包和脂肪酸，能效高。所产油脂的脂肪酸主要集中在C16和C18，碘值集中在60-100之间，皂化值集中在100-130之间。
四川大学
2021-04-11