摘要：目的 通过对高产多杀菌素的刺糖多孢菌进行转录组分析,挖掘多杀菌素合成相关代谢通路的差异基因,并在此基础上结合发酵优化进一步提高多杀菌素产量。方法 利用RNA-seq技术对高产株SS-168及低产野生菌株SS-WT进行比较转录组分析,通过荧光定量PCR验证差异基因表达,再通过发酵培养基优化考察高产菌株的发酵水平。结果 转录组分析表明,与低产菌株相比高产株中有1341个差异表达基因,GO注释表明DEGs主要参与氧化还原生物过程和脂质代谢及辅因子结合和辅酶结合,主要分布在甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢、脂肪酸降解等通路。荧光定量PCR结果与转录组数据一致性达到100%。采用分别含有不同浓度的甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸的发酵培养进行筛选,多杀菌素发酵水平显著提高。结论 本研究通过新颖的转录组学方法获得了刺糖多孢菌高产菌株的差异基因,并对其高产机制和发酵优化进行了初步分析,为改良刺糖多孢菌菌株和优化发酵工艺提供重要的理论基础和参考依据。

摘要：黏红酵母是一种可以生产类胡萝卜素的单细胞真菌,番茄红素是一种未环化类胡萝卜素,可以运用代谢控制手段,调控和阻遏某些相关的反应,使其累积番茄红素。作者基于红酵母中类胡萝卜素的合成途径,对环化抑制剂烟碱、麦角固醇合成抑制剂酮康唑、MoG还原酶激活剂青霉素、氧化剂过氧化氢等代谢调节物的调控条件进行了研究,发现添加一定量的上述代谢调控物质确实可以促进黏红酵母中番茄红素的累积。试验中采用均匀设计法优化了代谢调控的条件,研究结果表明,分别在发酵的24 h加入烟碱2.5 mL/L和青霉素4 mg/L,36h时添加双氧水1.2 mL/L,60h时添加酮康唑400 mg/L,可以使番茄红素累积量达到176.97 mg/L,是未用代谢调控时番茄红素产量4.10 mg/L的43.2倍。

摘要：采用单因素比较和正交设计法，分别考察影响银杏愈伤组织生长及其总黄酮生物合成的各种因素。结果表明ＳＨ基本培养基，２，４－Ｄ２ｍｇ／Ｌ，６－ＢＡ１ｍｇ／Ｌ和ＮＡＡ０．５ｍｇ／Ｌ，以及苹果汁１０％，既有利于愈伤组织生长，又能促进黄酮的生物合成。培养基中加入乙酸和苯丙氨酸等前体物质，以及光照培养，能显著提高总黄酮的产量。黑暗培养有利于愈伤组织的生长。

摘要：综述了代谢工程在微生物和植物领域中的应用研究进展,包括代谢工程研究的目的、设计思路和基本研究程序;在微生物领域中的应用,如氨基酸、聚酮类抗生素、PHB等的生物合成,副产物乙酸合成的抑制,提高半乳糖的利用率等;在植物领域中的应用,如棉纤维品质的改进,紫杉醇生物合成等。

摘要：微生物细胞工厂是合成生物学的重要研究方向之一.本文以微生物细胞工厂的产业应用为需求牵引,从物质代谢和能量代谢两方面系统阐述了细胞工厂的合成代谢调控机制,为高效细胞工厂创建奠定了理论基础.本团队在物质代谢方面,建立了新酶元件挖掘技术平台,完成了一系列三萜化合物的合成途径解析;开发了染色体多基因文库调控、糖基化酶碱基编辑器(glycosylase base editor, GBE)等途径精准调控使能技术,完成一系列化学品合成途径限速步骤的鉴定,解决了元件与合成途径的适配问题.在能量代谢方面,设计创建了4种葡萄糖新型能量代谢模式,解决了合成途径还原力供给与需求不平衡的问题.在此基础上,创建出一系列微生物细胞工厂, 14个化学品完成技术转让,其中4个化学品实现万吨级产业化,支撑一家企业在科创板上市,推动了微生物细胞工厂的产业应用.最后,对未来微生物细胞工厂的研究进行了展望.

摘要：微生物制造利用生物质和二氧化碳等可再生原料进行化学品的绿色生产,显示出了巨大的二氧化碳减排潜力,是促进实现“碳中和”目标的重要途径,其核心内容之一是高效微生物细胞工厂的设计与构建。综述了基于基因组规模代谢网络模型的代谢流分析和代谢途径预测研究进展;介绍了新型基因组编辑工具助力微生物细胞工厂的高效开发;总结了代谢调控策略用于提升细胞工厂生产能力。此外,还概述了微生物制造关键技术在第三代生物制造中的应用。最后,展望了未来微生物制造在化学品生产中的应用和发展方向。

摘要：通过EM菌剂、A菌剂以及A+EM菌剂启动污泥生物干化系统,探究不同菌剂对污泥生物干化系统启动过程中有机质尤其是蛋白质降解过程的影响.实验结果表明,不同菌剂接种的生物干化系统中蛋白质的降解程度呈现明显差异,EM组、A组、A+EM组蛋白质含量分别降低25.4%、20.1%、34.2%,菌剂A+EM组蛋白质降解最为迅速.蛋白质高效降解为微生物提供丰富的氮源,使得A+EM组总糖、脂肪降解量达至最高的63.1%和30.2%.此外,在A+EM组有机物高效降解的同时,污泥堆体的腐殖化进程呈现了减缓趋势.微生物分析结果表明,与其他两组相比,菌剂A+EM组中与升温相关的嗜热菌(≥50℃)丰度在高温期显著增加;参与蛋白质降解的氨化细菌与氨化古菌丰度均高于其它两组.结合代谢途径分析结果,EM和A两种菌剂的复配加强了生物干化系统中柠檬酸、糖酵解、磷酸戊糖循环,促进了蛋白质向氨氮的转化以及微生物对氨基酸、葡萄糖等物质的产生与利用,这是腐殖化进程减缓的重要原因之一.

摘要：合成生物学作为21世纪多领域交叉的新兴学科,在探索生命活动基本规律和生物技术的创新突破上大有助益。合成生物技术是构建工程菌的新型手段,这种技术被广泛用于生产多种目标产物,如氨基酸、有机酸、芳香族化合物、糖类等。利用先进的模块和系统设计以及新的基因组编辑方法,对模式工程菌中复杂的代谢途径进行工程化改造,可高效提升重组工程菌中目的产物的产量,促进社会生产力高速发展。本文综述了利用合成生物学构建微生物工程菌的最新进展,阐述了合成生物技术的发展历程,提供了微生物工程菌构建的主要应用实例。随着对工程菌研究的深入,合成生物学技术将为发酵产业带来全新的突破与机遇。

摘要：全球人口持续增长使得肉、蛋和乳制品等生活品的需求大幅增加,同时也对传统动物饲料的供应带来了空前的挑战。微生物能够利用二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))等多种原料合成高蛋白含量的单细胞蛋白(single cell protein,SCP)以用于饲料或食品加工。生物转化CO_(2)和CH_(4)制备SCP不但可以扩展蛋白生产渠道和缓解各方面对蛋白的需求,而且也有望降低其生产成本,实现节能减排。从SCP合成及生产现状出发,探讨了好氧性甲烷菌和微藻利用温室气体的代谢路径、生物转化工艺、生物反应器设计的研究进展和未来应用前景,同时结合研究数据对生物转化温室气体制备SCP的经济可行性进行了初步评价和比较。

摘要：目的:探讨氧载体对茯苓菌液态深层发酵的调控效应。方法:采用单因素试验设计分别考察氧载体种类、浓度和添加时间对茯苓菌液态深层发酵的影响,进而确定氧载体添加策略,并分析氧载体对茯苓菌在10 L生物反应器中的代谢调控过程。结果:氧载体最佳添加方案为接种48 h后添加1.0%(V/V)吐温-80,此时10 L反应器中茯苓菌细胞干重可达13.43 g/L,胞外多糖和茯苓酸产量分别为8.58 g/L、989.52μg/L,明显高于未添加氧载体发酵体系。结论:吐温-80可显著提高液态深层发酵体系中茯苓菌细胞生长、胞外多糖合成及茯苓酸积累水平,为解决高等真菌液态发酵过程中因溶氧限制引起的菌体生长和产物抑制问题提供了参考。