随着首个RNA修饰N6-甲基腺嘌呤（m6A）的去修饰酶FTO的发现，RNA表观遗传学/表观转录组学开始兴起并成为表观遗传学新的研究热点。m6A作为首个被发现的可逆RNA修饰，广泛存在于mRNA，依赖修饰酶、去修饰酶和结合蛋白发挥调控功能。已发现m6A具有调控mRNA剪接、出核、稳定性和蛋白翻译等功能，可以参与发育、配子发生、细胞重编程、生物节律、疾病等多种生理和病理过程的功能调控。为了更好地研究m6A生物功能和临床病理研究，开发m6A高通量测序技术一直是研究的热点。 现有m6A测序技术主要依赖于m6A抗体富集技术，包括低分辨率的m6A-seq/MeRIP-seq和联用iCLIP或PAR-CLIP技术的高分辨率m6A测序技术miCLIP 或PA-m6A-seq。抗体存在对特定RNA序列或结构的潜在非特异性结合，为了解决抗体方法的种种问题，研究者们做出了各种尝试，近期开发了两类无需抗体的m6A测序技术，一类为利用对特定甲基化序列（m6ACA）敏感的RNA核酸内切酶MazF辅助的测序方法（m6A-REF-seq or MAZTER-seq），此类方法只能检测16~25%的m6A位点；另一种是在细胞内表达融合m6A-binding domain（YTH）与胞嘧啶脱氨酶（APOBEC1）的融合蛋白实现的m6A测序（DART-seq），但该方法依赖于细胞转染效率且受限于体外样品的使用。 贾桂芳课题组一直致力于开发和利用核酸化学生物学技术研究RNA化学修饰在动植物中的生物功能研究。在本课题中，贾桂芳课题组巧妙地利用m6A的去甲基酶FTO蛋白作为催化剂，将mRNA上化学惰性的m6A转化为高反应活性的中间态产物N6-羟甲基腺嘌呤（hm6A），然后利用二硫苏糖醇（DTT）的巯基与hm6A发生亚胺1,2加成反应，将不稳定的hm6A转化为更稳定的巯基加成产物dm6A。dm6A上的自由巯基可以与甲烷硫代磺酸（methanethiosulfonate，MTSEA）快速反应，实现在mRNA上m6A的位置标记生物素Biotin，最终可被链霉亲和素珠捕获，从而富集含有m6A修饰的RNA片段供后续高通量测序使用。

(R)-硫辛酸是一种能消除老化与致病的类似维他命的物质，可以去除机体自由基，促进机体利用葡萄糖合成维生素C，能有效去除黑色素，还可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢，是一种万能抗氧化剂药物，广泛应用于预防和治疗心脏病、糖尿病及老年痴呆症。而近年来欧美国家开始将其应用于食品、保健品及化妆品，应用范围的扩展为其市场增长提供了广阔的空间。目前 (R)-硫辛酸的生产主要是通过化学拆分法合成 (化学拆分法合成途径) ，即先通过化学法合成混旋硫辛酸，再利用苯乙胺作为拆分剂对其进行拆分，得到的右旋硫辛酸苯乙胺盐，经盐酸脱盐得到 (R)-硫辛酸粗品，精制后即可得到合格的 (R)-硫辛酸。但由于该法工艺复杂，需要多次结晶，成本高、理论得率仅为50%。 本技术利用酶法不对称还原8-氯-6-羰基辛酸乙酯制备 (S)-8-氯-6-羟基辛酸乙酯，再结合化学法合成 (R)-硫辛酸的工艺路线 (化学-酶法合成途径) ，可使 (R)-硫辛酸的合成步骤由化学-拆分法的9步缩减到化学-酶法的6步、产品收率提高40%、生产成本降低20%，而且也显著地减少了原料消耗和废物排放，是典型的环境友好的绿色合成工艺。合成的最终产品 (R)-硫辛酸的光学纯度在99%以上，其产业化更具有经济效益、更符合绿色技术的要求。

该项目研制了一种能识别甲睾酮的特异性单克隆抗体, 它是由保藏号为CCTCC NO:C201493的杂交瘤细胞株MT9C10所分泌的。形成的检测甲睾酮的酶联免疫技术和试剂盒，与现有技术相比，制备的单克隆抗体可以识别甲睾酮，识别灵敏度高，特异性好，该项目ELISA技术和试剂盒检测灵敏度、准确度高，精密度好。 甲睾酮是一种人工合成的甾体类雄激素，具有环戊烷多氢菲的基本结构，在兽医临床上，甲睾酮被大量应用在畜牧养殖业中，能够促进蛋白质的合成和骨骼肌的生长，通过抑制脂肪的增长，从而使肌肉变发达，并且能够刺激动物对食物的欲望，使动物的日增重提高，同时大大提高了饲料的利用效率。 成果完成时间：2017年

1、成果来源、成果被评价及认定（发明专利授权号）等情况 本项目来源于国家“十二五”科技支撑计划项目“大宗粮食绿色加工技术与 产品”中课题“玉米淀粉加工关键技术研究与示范（2012BAD34B07，479 万元， 研究起止时间：2012.01-2014.12）”和国家自然科学基金“酶法选择性合成单一 类型环糊精的控制策略研究（31101228，25 万元，研究起止时间：2012.01- 2014.12）”，属于农产品深加工科学技术领域。本项目累计申请发明专利 7 项（1 项获授权），发表论文 11 篇（8 篇被 SCI 收录），于 2015 年 7 月通过中国粮油学 会鉴定，获国际先进评价。 2、主要技术内容、作用、对行业的意义，获奖情况 CGT 酶生产环糊精最不利的条件之一是产物特异性差，给产物的分离纯化 带来很大不便。同时，CGT 酶存在的另一大缺陷是其热稳定性较差，由于在环糊 精工业化生产中，底物淀粉首先要经过高温糊化、液化处理，然后降温至适当温 度进行环化反应，若 CGT 酶能够适应更高的反应温度，势必有助于提高反应效率， 因此，有必要改善 CGT 酶的热稳定性，提高其催化效率，进而有效降低环糊精生20 产成本。本项目主要是通过改善 CGT 酶产物特异性和热稳定性，提高该酶的使用 性能，将其应用于环糊精的工业化生产中，能显著降低环糊精的生产成本，促进 环糊精在各个领域的广泛应用。因此，随着环糊精在食品、医药等领域中的应用 越来越广阔，开发改善 CGT 酶使用性能的关键技术显得尤为重要，具有很好的推 广应用前景。 3、成果的技术指标、创新性与先进性 本项目在长期从事淀粉生物转化研究的基础上，针对环糊精工业化生产过程 中 CGT 酶的产物特异性和热稳定性较差问题，通过深入研究和不懈努力，逐步改 善了 CGT 酶的产物特异性和热稳定性，突破了关键技术，并实现了具有理想产物 特异性和热稳定性的β-CGT 酶突变体在酶法生产β-环糊精中的应用。该酶使用 性能改善易操作，具有很好的应用价值，技术位于国际领先水平。与国内外同类 技术相比，具有以下创新： ①针对 CGT 酶产物特异性较差的问题，确定了 CGT 酶的产物特异性与其一级 结构的相关性，获得构建具有理想产物特异性的 CGT 酶突变体的简单可行方法， 为从本质上改善 CGT 酶的产物特异性提供理论基础； ②针对 CGT 酶热稳定性较差的问题，采用定点突变技术阐明了重要氨基酸残 基对 CGT 酶热稳定性产生影响的规律，获得了构建具有理想热稳定性的 CGT 酶突 变体的简单可行方法，为从根本上改善 CGT 酶的热稳定性打下了基础； ③ CGT 酶使用性能的改善方法简单易行，所得到具有理想产物特异性和热 稳定性的酶突变体可直接应用于β-环糊精的工业化生产，能提高β-环糊精的得 率，降低β-环糊精的生产成本。 

利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术， 可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽 救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减 施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修 复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效 果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此， 广受农民欢迎。

利用农业废弃物秸秆生产生物炭，返施农田，并辅助其它技术，可以达到固定重金属污染农田，在微污染农田中生产出合格产品，挽救因重金属污染造成的农田损失；同时可以减少化肥施用量，达到减施以保护地表环境免受富营养化污染。目前重金属造成农田的污染修复以及化肥减施大部分属于国家公益项目。 农田重金属固定技术已经在天津东丽区区示范运行 3 年，运行效果好，蔬菜重金属达到标准，增加农作物产量，减少化肥施用，因此，广受农民欢迎。

长期以来，山楂鲜食的疲软和加工技术的薄弱与老化严重制约着山楂种植与加工产业的发展，针对此背景，本项目系统的研究了山楂果实的品质成分和营养功能特性，通过生物转化技术开发出了新型天然食品添加剂、高品质凝胶食品、健康食品原料、山楂发酵饮料等系列产品，引领行业技术革命。主要体现为：    （1）山楂寡糖的生物加工及寡糖基天然食品防腐剂：项目首次发明了山楂寡糖连续大量生产的轴式-仿膜式生物反应器，稳定的生产出平均聚合度 5.4 的山楂寡糖；开发的寡糖基天然食品防腐剂在饮料、面制品和肉制品等食品上的保质保鲜效果显著优于目前市售的化学合成防腐剂山梨酸钾和天然食品防腐剂Nisin与那他霉素。    （2）山楂寡糖对脂质代谢的调节作用与机制：首次发现聚合度 5-8 的山楂寡糖具有显著的抑制肥胖、改善脂质代谢紊乱和内脏脂肪蓄积的功能，并阐明了其通过 ADP/AMPK 和 ADP/ PPARα 信号通路的作用机制。作为健康食品原料/配料，在相关企业推广应用中收到了良好的作用反馈效果和显著的经济效益。    （3）高品质糖制凝胶食品加工技术：首次系统的阐明了山楂果胶的化学构造和食品学性质，通过生物酶法修饰技术，提高了山楂果胶的凝胶性和粘弹性，在生产高品质山楂糖制凝胶类食品上取得了技术突破。    （4）山楂制汁及山楂酵素饮料生产技术：研发的中温结合酸性微环境控制技术和纯化的多聚半乳糖醛酸酶分解技术成功解决了目前山楂汁生产中存在的褐变和褪色等瓶颈问题，极大的降低了山楂汁中的甲醇含量。利用选育驯化的植物乳杆菌发酵山楂果汁，开发出了功能、营养和色香味俱佳的山楂饮料，填补了市场空白。    （5）主要成果及应用情况：经过项目的运行，授权发明专利 5 件，发表相关论文 60 余篇，其中 SCI 检索 30 余篇，培养研究生 50 余人。项目技术和产品在相关企业进行了推广应用，近三年累计直接经济效益 3.52 亿元。项目成果同时对辽宁省食品加工业和山楂种植与加工业的发展起到了积极的促进与推动作用，近年新增山楂种植面积 2 万多亩，每年为辽宁省解决 10 万多吨山楂的销售出路，为果农增加收入 4 亿多元，辐射经济效益达 10 多亿元，为社会提供了 300 多人的就业机会，经济与社会效益显著。

本成果是利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”研发的低温秸秆酵解专用菌剂，有效分解秸秆中木质素和半纤维素，保留纤维素。秸秆经过筛选、搅拌、发酵、热磨等工序，半个月达到制浆标准，制浆产生的废渣和发酵液营养成分丰富，加工为优质有机肥，实现零污染。技术已获得国家授权专利5项。 特点和优势： 发酵温度范围宽：4℃以上即可发酵，四季可生产； 纸浆出率高：平均2.5吨秸秆产1吨纸浆，比化学制浆节省60%成本； 纸浆质量好：环压强度高、抗折裂、环保性强； 附加值高：2.5-3吨秸秆可以生产1吨优质纸浆，1.5-2吨固体有机肥，0.5-1吨液体有机肥；纸浆市场价1500-1800元/吨，有机肥市场价500-800元/吨；液体有机肥市场价为1.5万元/吨，现阶段纸浆和有机肥都供不应求。 技术分析（创新性、先进性、独占性） 本成果利用“东北农业大学生物菌剂研发中心”分离的多种低温发酵菌株，根据不同种类植物秸秆材料所含组分特点，进行多菌株复配组合，开发出功能性微生物菌群。诠释了分解不同农作物秸秆中木质素、半纤维素、糖分、果胶、蛋白质等成分所需要的多种酶种类，明晰了低温菌株的分离、筛选、代谢产物检测的方法，创建了多菌株高效组合复配、复合培养基筛选、扩繁和秸秆低温启动发酵剂的工业化生产设备和工艺，为冬季秸秆发酵利用提供了强有力的技术支撑。利用功能性菌剂发酵粉碎的秸秆，分解其中的木质素、半纤维素和糖分、果胶、蛋白质等成分，保留纤维素，经过磨浆，获得造纸厂的纸浆和填充纤维，首创了高效（发酵温度 4-95℃，发酵快 5-30 天，平均 2.5 吨价格得 1 吨纤维，1 吨纤维出 1 吨 0.5-1吨废液，用于腐熟秸秆造肥，腐熟 1 吨秸秆需要 3-5 吨废液，也可培养成生防菌液出售。）、零污染（无废液）、高附加值秸秆生物发酵方法提取纸浆的综合配套技术体系。

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将高温下进行的氧化锰矿还原反应及硫化矿的氧化反应，改为利用微生物的催化作用，在厌氧常温常压下，使低品位氧化锰矿与硫化矿耦合浸出，将生物槽浸和堆浸相结合，提高浸出效率和速率，利用铁和锰的变价特点进行分离提取和深加工，制成电子级二氧化锰、四氧化三锰和高锰酸钾，矿渣制成高效环境矿物材料。利用微生物的催化作用，将我国储量巨大的低品位锰矿和硫化矿，在常温常压下进行综合利用，使其变废为宝。此工艺浸出时间短，效率高，能耗低，无废气排放，浸渣还可以制成铁环境矿物材料，用于废水处理，及制砖垫地等。