摘要：生物元件库是对元件数据和实物进行收集、整理和共享的重要平台,对合成生物学的研究和应用具有非常重要的支撑作用。本文对国内外生物元件库的研究进展进行了介绍和综述。国外先后出现了标准生物元件登记库等多个元件库,通过制定Open MTA协议实现了元件实物的免费分发共享,并通过制定"合成生物学开放语言"(SBOL)实现了多个元件库之间的数据交换;通过bionet项目对元件数据和实物的去中心化管理作了进一步尝试。近年来我们与国内多家科研单位合作建设了合成生物学元件与数据库(RDBSB,https://***/rdbsb/or https://***/npbiosys/)。在建设过程中,我们首先建立了与SBOL语言兼容的《催化元件数据标准》、多种重要元件的标准功能测试方法以及安全高效的元件提交系统,并在此基础上完成了元件数量最多且信息最为全面的催化元件数据库的构建。目前,收集了30多万个催化元件,包括7万多个具有文献支持功能表征信息的催化元件,并保藏了1万个以上的实物元件和5000个底盘菌株,通过网站实现了数据和实物的公开与共享。上述元件库已经对国内合成生物学的研究和应用产生了积极地推动作用,访问量超过100万次/年,提供元件和底盘共享服务大于100次/年,并为多家企业和研究单位提供了元件和底盘的定制服务。虽然我们的元件库建设取得了巨大的进步,但是仍需在调控元件的收集整理和共享机制创新等方面取得更多的突破,在数据有源、多层审核、资源共享、信息公开、信息安全和授权访问的基础上,加速生物元件数据、实物和设计工具的汇聚,并进一步服务合成生物学研究。

摘要：塑料工业的发展在给人类社会带来方便的同时,也导致大量的废旧塑料垃圾不断产生,给全球生态系统带来了严重的负担。我国是塑料生产和消费大国,在塑料的研究和治理等方面都面临空前的国际舆论压力,近年来,我国相继推出一系列限塑禁塑政策,发展高效塑料降解策略已成为生态、环境、能源等领域发展的迫切需求。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是应用最广泛的合成聚酯之一,通过生物酶法对其回收是一种绿色理想的处理方法,为解决PET废弃污染提供新契机。近年来,不同来源的PET水解酶可分为来自嗜热微生物(放线菌和真菌)的嗜热降解酶和来自中温细菌的温和降解酶。这2种在不同温度下发挥高效PET降解能力的酶对于PET废弃塑料处理有着不同的优势。本文主要对可回收PET废物以及无法有效回收的微塑料的生物降解的研究现状进行梳理总结,重点阐述了PET降解酶设计改造策略和应用前景,以期为开发高效PET降解酶提供参考依据,为资源可持续发展和环境治理等重大问题提供资源储备。

摘要：以蔬菜废弃物为原料的厌氧消化系统,由于原料的易酸化特性,在高负荷条件下易失稳,而低负荷的运行会导致较低的池容产气率。本研究采用自行设计的70-L厌氧发酵罐,在中温35℃条件下进行蔬菜废弃物厌氧消化的连续冲击负荷试验,根据气体成分(CH4)的变化规律,添加微量元素(Fe,Co,Ni)以调控消化过程,使其由失稳状态恢复至稳定状态,旨在提高高负荷厌氧发酵的稳定性。研究结果表明,蔬菜废弃物中温厌氧消化系统的有机负荷率增大至2.0 g VS/(L·d)时,CH4含量由50%降至40%,从第103天开始连续添加5天微量元素(Fe,Co,Ni)后,CH4含量迅速恢复至50%~55%的稳定状态,池容产甲烷率由0.38 L/(L·d)增大至0.6 L/(L·d)左右并保持稳定。停止添加微量元素后,继续增大有机负荷率,厌氧消化系统稳定运行83天。当运行至第195天时(3.0 g VS/(L·d)),CH4含量再次出现下降趋势,由58.9%降至53.4%,添加3天微量元素后,CH4含量再次恢复到55%以上的稳定状态。微量元素的添加可有效提高蔬菜废弃物厌氧消化的稳定性,能够快速恢复失稳的系统。

摘要：污水处理厂尾水作为再生水的主要来源之一,其氮素超标极易引起水体富营养化,影响再生水回用安全。因此,本研究以提升污水处理厂尾水中总氮出水水质为目标,设计两级串联人工湿地及三级串联人工湿地,分别考察其对尾水中氮素的去除效果。研究表明,两种串联人工湿地对尾水中化学需氧量(COD_(Cr))、氨氮、总氮的去除率最高分别为30.61%、82.16%、94.60%和60.71%、92.19%、94.60%,出水均能稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质,但三级串联人工湿地相较两级串联人工湿地,尾水日处理量更高,COD_(Cr)、氨氮出水浓度更低。因此,三级串联人工湿地更适用于提升污水处理厂尾水水质,保障再生水回用安全。