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微生物转化生产γ-氨基丁酸
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
江南大学
2021-04-11
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
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。
厦门大学
2021-02-01
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
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。
厦门大学
2021-04-10
兽医微生物种质资源鉴定与技术
本成果总体达到同类研究的国际先进水平，在兽医微生物菌毒种资源规范性描述方 面处于国际领先水平，在兽医微生物菌毒种资源的筛选和创新性应用等方面处于国际先 进水平。本成果于2009年获得成果鉴定证书，获得2010年度山东省科技进步奖二等奖。 本成果分离鉴定了具有平台资源号的280株细菌。其中，大肠杆菌80株，金黄色葡 萄球菌30株，猪链球菌50株，鸡伤寒沙门氏菌103株，特殊菌株17株。分离鉴定了186株 病毒，其中NDV 60株，猪繁殖与呼吸综合征病毒50株，犬瘟热病毒3株，猪传染性胃肠 炎病毒10株，猪流感病毒3株，禽流感病毒20株，鸡传染性支气管炎病毒20株，鸡传染 性法氏囊病毒20株。对分离、收集和整理以前所保藏的菌毒种等方式获得的33种3444株 菌毒种进行标准化整理整合，完成了相应菌毒种种资源数据信息（包括个性信息和共性 信息）的采集、录入、上报，完成280幅图像信息采集、整理、上报，完成101株菌（毒） 种资源16SrRNA或病毒资源部分核酸序列的测定、上报。并向国家兽医微生物菌种保藏 管理中心国家兽医微生物标准菌种保藏库上交了1621株菌（毒）种，实现了兽医微生物 菌毒种资源的信息及实物共享。起草了“布鲁氏杆菌菌种资源描述规范”和“牛结核杆 菌资源检测技术规程”，验证完善了“结核杆菌菌种资源检测技术规程及试点应用”等 9个兽医微生物资源检测技术规程。制定了“犬瘟热诊断技术”的国家标准。对分离的 部分菌毒株进行生物学特性研究，为相关单位的科学研究提供了优良菌毒种。
青岛农业大学
2021-04-11
发酵法制备微生物多糖威兰胶
威兰胶是一种性能优良的微生物多糖，性质与黄原胶相似，同时存在同类多糖不可比拟的优势：1、在更大的范围内具有热稳定性，可以耐受150℃的高温；2、pH耐受范围广，在pH2.0-13.0的范围内性质稳定；3、耐盐性好。威兰胶的耐温特性在深层采油中十分重要，目前油井深度已达3000米以上，对采油驱动剂耐温要求大于140℃，因此威兰胶的耐温优势以及它的一些独特性能，使它有望成为一种性能更为优良的驱油制剂。威兰胶是一种不可多得的混凝土外加剂，可以增加水泥的可塑性，悬浮量，空气含量，抗下陷能力以及抗失水性。威兰胶是制备自密实混凝土和自流平混凝土不可缺少的添加剂。按每吨混凝土中添加0.01%的威兰胶，则成本仅增加10块钱左右。我国在这一领域的应用全部依赖进口。本课题组拥有一株自主知识产权的生产菌株，并率先在国内开展了发酵法生产威兰胶的研究。本项目的成功开发将具有我国自主知识产权，对石油、混凝土等相关行业的发展具有积极的意义。威兰胶的生产基本可以利用黄原胶的生产资源，因此实验室中试成熟后，厂家无需太多的前期投入就可以实现工业化。
南京工业大学
2021-04-13
γ-聚谷氨酸的微生物发酵生产
γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一种重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性质已被广泛应用于食品，化妆品，医药，材料等领 域。解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是一株谷氨酸 非依赖型 γ-PGA 合成菌。为了提高其 γ-PGA 产量，项目组采用无痕 基因编辑技术对菌株进行了代谢工程改造。包括三部分：模块化代谢 通路改造；蔗糖代谢途径改造；谷氨酸合成途径改造。 B. amyloliquefaciens LL3 是项目组从发酵食品中分离得到，它能 够从蔗糖出发合成 γ-PGA。利用模块化通路改造策略对 γ-PGA 合成 相关的八个代谢通路进行改造包括：γ-PGA 降解相关途径；细胞呼吸 链；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途径；细菌多糖合成途径；次级小分 子代谢产物合成途径；细胞自诱导因子合成途径；谷氨酸合成途径以 及 γ-PGA 合成途径。最终整合获得的最优基因工程菌株 NK-anti-rocG （敲除了 epsA-O 操纵子（负责胞外多糖合成），sac 操纵子（负责果 聚糖合成），lps（脂多糖合成相关），pta（乙酸合成相关），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（细胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表达 anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脱氢酶表达））γ-PGA 摇瓶发酵产量从 3.8 g/L 提高到 11.04 g/L，较对照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 产物纯度也 从 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐补料分批发酵实验得到 NK-anti-rocG 菌株产量可达 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，纯度 95%以上。 项目特色： 1. 菌种（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依赖型 γ-聚谷 氨酸合成菌株；发酵生产主要原料为蔗糖； 2. 补料分批发酵产量为：20.3 g/L。 3. 授权专利号为：ZL200810053900.7 市场应用前景： γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一种重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性质已被广泛应用于食品，化妆品，医药，材料等领 域。本项目采用谷氨酸非依赖型 γ-聚谷氨酸合成菌做为发酵菌种，以 蔗糖为原料发酵法生产 γ-聚谷氨酸，可产生巨大的经济效益和社会效 益。
南开大学
2021-04-13
微生物法生产天然香料α-松油醇技术
已有样品/n微生物法生产天然香料α-松油醇技术。 成果简介：α-松油醇(FEMA 3045)有稳定的丁香花、铃兰花等花香香气，是我国重要的出口香料品种，可用于调配柠檬、甜橙、桃子、柑橘等食用香精。α-松油醇天然存在于柑橘精油、松节油、桉叶油、迷迭香油等多种植物精油中，但在精油中的天然含量一般较低，因而实际使用的α-松油醇主要来源于化学合成。本成果突破现有技术以化学合成法生产α-松油醇的技术瓶颈，提供一种微生物法生产香料α-松油醇的方法，通过该法生产的香料属于天然香料，克服了化学合成法存在的安全性问
华中农业大学
2021-01-12
固定化微生物处理化工废水技术
(1) 针对有机化工废水毒性强、难生物降解的特征，通过非均相 Fenton 氧化，将难降解的污染物转化为易生物处理的物质之后与固定化微生物联用，提高有机化工废水效率和降低成本，探讨化工废水中典型有机污染物的催化氧化降解和生物降解的相互影响机制，对于控制化工废水对环境的污染具有重大的理论意义和实用价值；(2)设计制备磁性微纳米非均相 Fenton 催化材料，具有比表面积大、扩散阻力小、表面活性高等特性，能高效诱导产生羟基自由基，将难降解有机污染物降解为 CO2、H2O 和其他矿物盐，整个过程绿色、无二
兰州大学
2021-01-12
食品中微生物风险分析及监控技术
一、成果简介 食源性病原微生物目前是威胁我国食品安全的首要风险。通过分子生物学手段可快速、准确、廉价的检测病原微生物，但传统分子生物学技术在食品微生物检测中只能做到靶向检测和事后检 测，即在例行检查中只检测种类有限的常规病原微生物，而不在常规检测范围内的病原微生物在爆发食品安全事件后才进行检测，这种靶向性和后验性导致食源性病原微生物检测的遗漏和滞后。另 外，传统的分子生物学技术一次实
中国农业大学
2021-04-14
微生物菌制剂处理粪便、净化养殖水
微生物菌制剂处理禽畜粪便，使禽畜粪便无臭味，进一步把大分子有机物发酵降解为小分子有机物，使植物更容易吸收利用。在高温发酵阶段温度可达60～70℃，经过发酵处理的鸡粪变为无病毒、无虫卵、无害虫的卫生肥料。变臭粪为绿色食品生产的上等肥料，既改善环境又增加了有机肥资源。特别适合养鸡户多的县，或者大的养鸡厂，具有很高的经济效益、环境效益。微生物菌制剂净化养殖水，也可以净化景观用水，比如旅游地的湖泊、水库、河流受到污染，或者城市公园的水富营养化等都可以用本菌制剂治理，达到污水变清、保护水资源的
南开大学
2021-04-14