1.微生物专业人才 2.对菌种进行分离、纯化、复壮的人才 3.海洋生物酶解专业人才

低聚果糖是由果糖基连接生成的多糖，微生物来源的果聚糖是含有β (2→6) 糖苷键及少量β (2→1)侧链的果聚糖，低聚果糖具有改善肠道菌群平衡的作用。低聚果糖特有的理化特性和生理功效如水溶性膳食纤维、双歧杆菌增殖因子等是以高纯度低聚果糖为原料作实验而得结论。除了具有天然多糖共同的特点如生物相容性、生物降解性、安全无毒，还具有抗肿瘤、抗糖尿病、免疫增强、降血脂等多种重要的生物学功能，而且可用于制备纳米材料，在生物医药和功能食品等方面具有巨大的应用潜能，体现出巨大的潜在市场价值。 国内目前以酶转化法生产的低聚果糖执行国家低聚果糖标准 GB/T 23528-2009，产品是蔗糖-果糖或果糖-果糖聚合度为 2-9 的功能性低聚糖，分子量为 342-1476。 新一代低聚果糖采用菌体发酵法合成生产，美国市售产品分子量约 5000。是很好的益生元产品。 项目特色和创新之处： 南开大学环境微生物与微生物制造研究室从发酵食品中分离得到一株解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能够利用蔗糖合成低聚果糖。为了提高低聚果糖的产量和纯度，项目组采用温敏质粒结合反向筛选标记-------无痕基因敲除法对菌株的其他胞外产物和六个胞外蛋白基因以及 3 个细菌胞外多糖基因（簇）进行了敲除；5 L 罐分批发酵低聚果糖的产量（42 h）达到 43.34 g/L。为了进一步提高蔗糖酶的分泌表达，项目组整合强启动子和信号肽对菌种进行改造，在 5 L 发酵罐采用补料分批发酵工艺，菌株低聚果糖产量达 101.7g/L。分子量约 5000 Dal，纯度 95%以上。 项目特色： 1. 菌种（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是分离自传统发酵食品，生产主要原料为蔗糖；菌种改造采用无痕基因编辑技术，具有安全性 2. 补料分批发酵产量为：101.7 g/L;分子量约为 5000；纯度大于95.0%; 3. 授权专利号为：ZL201410405975.2 市场应用前景： 目前,低聚果糖的应用领域逐步扩大，除了生产人类保健品口服制剂之外，在中老年营养品、中老年专用奶粉、婴儿奶粉、部分营养饮料等中实施添加；某些化妆品中也需要加入低聚果糖。还是替代抗生素在饲料中添加的主要成分之一。随着肠道菌群影响人类健康研究新成果的不断报道，低聚果糖----益生元/膳食纤维越来越受到人们的青睐。开展该产品的生产将会获得巨大的经济效益和社会效益。另外，生产中实施废菌体回用技术工艺，可使发酵做到近零排放，具有绿色生态效益.

箱体为手提式一体工程塑料制作完成，外观尺寸（cm）：55*45*15主要配置及用材：显微镜、动物细胞切片、植物细胞切片、典型动物细胞图片、典型植物细胞图片。大型真菌（香菇、平蘑、木耳、银耳、灵芝、冬虫夏草）图片、霉菌（面包霉、污斑）图片、酵母菌图片、细菌图片、病毒模型、霉菌结构示意图、细菌结构示意图、病毒结构示意图 等,各种器材有序嵌放于珍珠棉发泡成型的空间内。

本项目面对行业世界性技术难题，解决大肠杆菌包涵体产物妨碍重组蛋白质药物生产的问题；建立我国自主知识产权的基因工程表达载体和体系。本项目通过深入了解蛋白质折叠过程、建立了微生物可溶性表达及后加工技术体系，通过多环节调控蛋白质折叠的策略，有效解决大肠杆菌包涵体难题，高效率低成本生产重组蛋白质药物。在生产环节发明了多种基因工程高效表达和不同层次助溶新技术及其整合；在制备环节发明了基因工程表达产物分离纯化及后加工新技术及其集成。本项目获8件发明专利授权、含1件美国专利，专利全部获得实施许可。本项目技术在美

针对不合理施用肥料及集约化生产等导致的土壤生物退化，土壤生态系统调控能力下降，植物土传病害加剧等问题，开展了农用功能微生物的筛选及其在农业废弃物肥料化、土壤微生态修复调理、植物抑病促生等方面的研究。研究获得200多株对10余种主要农作物土传病原靶标菌有较强防病促生优良微生物菌株，开发出生防放线菌菌株3株、真菌1株、细菌2株。在此基础上集成功能微生物高密度培养技术、土壤微生态系统的快速修复技术和微生物干预植物减害、生态友好技术。开发了放线菌高活性菌粉、放线菌有机肥和放线菌液体肥料等产品，并建立了相应生产线。该成果既能实现土壤生物退化及连作障碍的微生物修复，又能实现生产减肥减药、产品提质增效；该成果实施后预期年生产菌剂固态6000吨，每吨售价20000元；液态5000吨，每吨售价15000元。

通过微生物育种和基因工程手段相结合，获得了一株脯氨酸高产菌株黄色短杆菌。发酵培养 65~68 h， L-脯氨酸产量高达 100 g/L，葡萄糖得率为 45%左右。 关键技术 (1)本研究以玉米浆为氮源，有效的降低了发酵成本； (2)以葡萄糖和味精为原料生产 L-脯氨酸的高转化率发酵，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。

结合文献调研和数据库检索，选择 L-氨基酸脱氨酶在大肠杆菌中进行异源表达，对菌株进行发酵条件优化和转化条件优化，并对野生型 L-氨基酸脱氨酶进行蛋白质工程改造，一定程度上减轻了产物抑制作用，产量和转化率都有所提高。主要技术指标：湿菌体 15g/L，底物 L-缬氨酸 100 g/L，α-酮异戊酸产量为 95.6 g/L，转化率为 96.4%。 关键技术 (1)以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高； (2)对野生型 L-氨基酸脱氨酶进行蛋白质工程改造，一定程度上减轻了产物抑制作用，产量和转化率都有所提高； (3)微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续，具有经济竞争力，有很好的产业应用前景。 

谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase , GAD)能专一地催化 L-谷氨酸裂解为γ-氨基丁酸和 CO2 的作用，以发酵培养的全细胞或酶液作为催化剂转化生产γ-氨基丁酸，所需设备简单，条件容易控制，转化体系杂质含量少，收率高，环境友好。本技术方法通过蛋白质工程改造和基因工程手段构建了高产谷氨酸脱 羧酶的突变株，经培养后，转化体系中添加湿菌体 10 g/L，以分批补料添加谷氨酸，转化 7 h，γ-氨基丁酸产量为 425.0 g/L，摩尔转化率达到 98%，γ-氨基丁酸生产强度达到 60.7 g/(L•h)。 关键技术 (1) 以大肠杆菌为宿主，生长快，周期短，催化效率高； (2)以廉价的富马酸为底物生产高附加值β-丙氨酸，成本低，收益高； (3)微生物转化具有专一性强、条件温和的优点，该法绿色、环保、可持续， 具有经济竞争力，有很好的产业应用前景

浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。

项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。