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。

显微镜与微生物资源箱  型号：QSX1305 实验清单： 显微镜的使用 认识细胞与微生物 洋葱表皮细胞装片的制作 人体表皮细胞装片的制作

南开大学蓖麻生物航油集成技术，是在“应对气候变化、绿色低碳发展”的前瞻理念下，集成南开十几年蓖麻产业链开发基础及化学化工科研优势，自主研发，现已取得阶段性成果：建立了“生物航油基础研发基地”，突破了催化剂关键技术，打通了工艺流程，产品全项达标，成本在目前所有生物质航油中最低，申请中国发明专利 7 项，列入国家发改委《战略新兴产业重点产品目录》、《国家重点推广的低碳技术项目指南》等，获第四届国家和天津市创新创业大赛奖项，具有拉动千亿元绿色低碳产业链的巨大发展潜力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以动植物油脂或农林废弃物等生物质为原料生产的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用（50%），且不需要对发动机做任何改进。2012 年开始的欧盟航空碳税之争已迫使各国争相开发生物航煤技术来实现航空业的碳减排。生物航煤的研发契合国家十三五发展战略规划，对我国航空业减排、根治雾霾、维护能源安全、以及拉动三农等都有重要作用，是国家大力支持的绿色低碳产业创新增长点，是当前国家急需解决的重大科学难题之一。目前，该项目的技术难题就是核心催化剂脱氧活性不佳、航煤选择性低、稳定性差。 南开大学李伟教授科研团队目前已开发出具有完全自主知识产权的蓖麻航油制备及配套催化剂关键技术，使原料油转化率＞99%，蓖麻生物航油产品收率＞80%；经中石化石科院按国际生物航煤最高标准的 ASTM D7566 和国家喷气 3 号燃料（GB 6537-2006）等指标检测，全项达标。相关研究内容在《Bioresource Technology》发表论文 1 片、申报中国发明专利 7 项、国际发明专利 2 项。相关技术受到国内外高度重视及新闻媒体关注。在第四届中国创新创业大赛中以天津赛区第一名成绩进入全国总决赛，最终以第 6 名荣获“全国优秀团队”称号。

南开大学蓖麻生物航油集成技术，是在“应对气候变化、绿色低 碳发展”的前瞻理念下，集成南开十几年蓖麻产业链开发基础及化学 化工科研优势，自主研发，现已取得阶段性成果：建立了“生物航油基础研发基地”，突破了催化剂关键技术，打通了工艺流程，产品全 项达标，成本在目前所有生物质航油中最低，申请中国发明专利 7 项， 列入国家发改委《战略新兴产业重点产品目录》、《国家重点推广的低 碳技术项目指南》等，获第四届国家和天津市创新创业大赛奖项，具 有拉动千亿元绿色低碳产业链的巨大发展潜力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以动植物油脂或农林废弃物等生 物质为原料生产的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要对发动机做任何改进。2012 年开始的欧盟航空碳 税之争已迫使各国争相开发生物航煤技术来实现航空业的碳减排。生 物航煤的研发契合国家十三五发展战略规划，对我国航空业减排、根 治雾霾、维护能源安全、以及拉动三农等都有重要作用，是国家大力 支持的绿色低碳产业创新增长点，是当前国家急需解决的重大科学难 题之一。目前，该项目的技术难题就是核心催化剂脱氧活性不佳、航 煤选择性低、稳定性差。 南开大学李伟教授科研团队目前已开发出具有完全自主知识产 权的蓖麻航油制备及配套催化剂关键技术，使原料油转化率＞99%， 蓖麻生物航油产品收率＞80%；经中石化石科院按国际生物航煤最高 标准的 ASTM D7566 和国家喷气 3 号燃料（GB 6537-2006）等指标 检测，全项达标。相关研究内容在《Bioresource Technology》发表论 文 1 片、申报中国发明专利 7 项、国际发明专利 2 项。相关技术受到 国内外高度重视及新闻媒体关注。在第四届中国创新创业大赛中以天 津赛区第一名成绩进入全国总决赛，最终以第 6 名荣获“全国优秀团 队”称号。 市场应用前景： 生物航油市场需求巨大，据国际民航组织规定，2020 年中国航空燃油的 30%（约 1200 万吨）要打上“生物质标签”，如果按“50%生 物质航油：50%化石航油”掺混，需要 600 万吨“纯”生物质航油， 总产值达数千亿元。但 2014 年全国生物航油产量不足 100 吨，离规 模化相差甚远。蓖麻航油具备占据 50%市场份额的可能性，按 5 年生 产蓖麻生物航油 300 万吨计算，仅技术转让和催化剂销售利润就可达 5 亿元以上。同时，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效减排治霾，维护我们的环境安全。 拟开展合作方式： 现已申请中国发明专利 7 项，拟开展合作方式：建设年产万吨级生物航油 及配套催化剂示范生产装置，采用股权合作或实施许可的方式合作。

本项目采用生物酶法脱支重结晶制备淀粉纳米颗粒；采用微波 辅助半仿生法提取花生壳黄酮、负压空化技术提取原花青素等活性成分；利用 花生分离蛋白和豌豆淀粉为基质，添加淀粉纳米颗粒、活性物质制备可食膜， 通过对复合膜性质的研究，优化最佳纳米颗粒添加量；通过对复合膜的保鲜抑 菌等效果进行研究，确定黄酮多酚、原花青素等活性物质的最佳添加量。克服 了淀粉纳米颗粒传统制备方法的周期长、工艺复杂的缺点，同时以淀粉纳米颗青岛农业大学科技成果介绍 2017 －53－ 粒为增强相制备的可食膜解决了淀粉膜机械性能差等难题。获得国家发明专利 6 项（201210552239.0；201210513149.0.；201210513150.3；201310212546.9； 201110166508.8） 技术优点或者效益预测:根据国家新材料产业发展规划对塑料包装行业提 出的倡导环境保护的要求，安全、可全生物降解的食用级多功能复合膜用于取 代部分塑料包装是食品包装新的发展趋势。我国食品塑料包装材料年总需求约 为 2000 万吨，如果其中 10%的用食用级复合膜代替，其中需求量达 200 万吨， 预计产生经济效益 1000 亿。食用级多功能纳米复合膜用于取代部分塑料包装是 食品包装新的发展趋势，推广前景广阔。 

葡萄糖酸和山梨醇都是用途非常广泛的化工原料。目前山梨醇的生产主要是通过化学催化 加氢裂解葡萄糖得到的，这是一种高能耗、高分离成本且高污染的生产工艺。生物法生产山梨 醇主要利用运动发酵单孢菌周质空间内的葡萄糖果糖氧化酶催化氧化还原果糖和葡萄糖得到， 反应过程简单，条件温和且环境友好。但生物法的底物葡萄糖和果糖相对于产物来讲是价格不 菲的。因此，分别利用价格低廉的菊芋生物质原料替代果糖和木薯淀粉质生物质代替葡萄糖来 生产山梨醇和葡萄糖酸可以大大提高该生产过程的经济性。 本项目的菊芋生物质生产葡萄糖酸和山梨醇技术采用华东理工大学研发的利用固定化运 动发酵单胞菌同时催化菊芋果糖和木薯葡萄糖生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸的技术。该技术主 要包括高浓度菊芋果糖和木薯葡萄糖混合水解液的生产、重组运动发酵单胞菌的细胞固定化和 利用运动发酵单孢菌催化果糖和葡萄糖生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸等主要工序。其中，高浓 度菊芋果糖和木薯葡萄糖混合水解液的制备采用同一种糖化酶同时催化菊芋聚果糖的酶解和木 薯淀粉的酶解，避免了昂贵的多酶组分的添加，有效降低了催化底物-葡萄糖和果糖的生产成 本；运动发酵单胞菌的细胞固定化则实现了催化细胞的循环使用，降低了催化成本；利用运动 发酵单孢菌催化果糖和葡萄糖生产高浓度山梨醇和葡萄糖酸则可得到浓度达20%以上的山梨醇 溶液，大大降低了后续的分离成本，果糖和葡萄糖转化率都在90%以上。

为解决当前对虾养殖病害难以防控及降低对虾池塘养殖面源污染问题，促对虾养殖业增产增效，很有必要应用资源节约环境友好型对虾低碳健康养殖新技术。 本项目通过直接在对虾养殖池塘中悬挂研制的专利产品—生物膜净水栅，应用配套的快速形成稳定成熟生物膜及其生物絮团技术，促进有益微生物种群生长与良好藻相形成，降解转化池塘水中有害污染物（如氨氮等），确保水质良好，遏制病原微生物爆发，减少病害发生，提高养殖成活率，促进对虾良好生长。实现显著节水减排60%、节约饲料20%、产量提高30%以上，且具有投入与运行成本低、操作简便及易应用推广的特点。

针对当前工业缓冲包装制品存在的环境污染等问题，本成果对以秸秆纤维/ 玉米淀粉等生物质资源为主要原料、模压发泡成型并且生产过程零排放、产品 废弃无毒全降解的生物质全降解工业缓冲包装制品的成型关键技术及成套装备 系统进行研发，为生物质全降解缓冲包装制品的大规模产业化提供关键支撑技 术，主要应用于泡沫塑料、纸浆模塑等各类包装产品的替代。 研究了以淀粉、植物纤维等可再生资源为主料的生物质全降解材料的成分 配伍、降解机理和固液共容均相体形成机理，重点突破了淀粉塑化、植物纤维 处理等技术，开发了系列产品的材料配方；对生物质全降解缓冲包装制品成型 过程中的工艺技术进行了研究，优化了温度、压力等关键成型工艺参数；研究 开发了隐式汽线、快排汽、无余料新型模具技术，提高了生产效率。本项目技 术经鉴定，达到国际先进水平。

可以量产/n成果简介：本项目详细研究了其繁殖、食性、生长等生物学和生理生态学等基础理论后，紧接着又详细研究了池塘商品虾养殖等关键技术，形成具有国际先进水平的研究成果。本成果技术可在各种水体中规模化生产苗种，可在各种水体中进行高效健康养殖，获得现有国内外单位面积产量的2倍以上，如池塘可达500kg/亩，产值达1万元以上。可在我国池塘、稻田等各种养殖水体中广泛推广应用。 技术水平：鉴定成果（鉴定证书号：鄂科鉴字2007第74533292号）应用前景：本成果技术可在各种水体中规模化生产苗种，可在各种水体中