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項(xiàng)目成果/簡介:浮游植物在表層獲取光能固定CO2，形成顆粒有機(jī)碳（POC）往下沉降，在深海再礦化后生成銨（NH4+），從而為深海化能自養(yǎng)細(xì)菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細(xì)菌所介導(dǎo)的兩步硝化過程是實(shí)現(xiàn)光能傳遞到深海被利用的重要途徑，是深海重要的供能過程，支撐了海洋“黑暗固碳”——不依賴于光合作用的化能自養(yǎng)固碳，為深海生物圈提供了“新”的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)積累硝氮。由于亞硝氧化菌群研究的長期滯后，氨氧化和亞硝氧化功能群在深海的協(xié)作關(guān)系始終不明了，因此國際上對深海硝化菌群支撐的碳（C）?氮（N）耦合機(jī)理（定性）的理解仍極為有限，對C?N計(jì)量學(xué)關(guān)系（定量）的準(zhǔn)確估算仍是空白。 該研究工作結(jié)合多組學(xué)分析、生理學(xué)實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場原位速率及動(dòng)力學(xué)觀測和模擬，以及生態(tài)系統(tǒng)模型，闡釋了氨氧化古菌和亞硝氧化細(xì)菌顯著差異的代謝策略，及兩步氧化過程耦合、硝化與黑暗固碳耦合的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制，建立了硝化菌群支撐的C?N、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的計(jì)量學(xué)關(guān)系，量化了深海硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環(huán)的貢獻(xiàn)和影響。該工作為深海物質(zhì)與能量循環(huán)研究提供了新的參數(shù)，對深入認(rèn)識深海生物地球化學(xué)過程具有重要意義。

本成果總體達(dá)到同類研究的國際先進(jìn)水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源規(guī)范性描述方 面處于國際領(lǐng)先水平，在獸醫(yī)微生物菌毒種資源的篩選和創(chuàng)新性應(yīng)用等方面處于國際先 進(jìn)水平。本成果于2009年獲得成果鑒定證書，獲得2010年度山東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。 本成果分離鑒定了具有平臺資源號的280株細(xì)菌。其中，大腸桿菌80株，金黃色葡 萄球菌30株，豬鏈球菌50株，雞傷寒沙門氏菌103株，特殊菌株17株。分離鑒定了186株 病毒，其中NDV 60株，豬繁殖與呼吸綜合征病毒50株，犬瘟熱病毒3株，豬傳染性胃腸 炎病毒10株，豬流感病毒3株，禽流感病毒20株，雞傳染性支氣管炎病毒20株，雞傳染 性法氏囊病毒20株。對分離、收集和整理以前所保藏的菌毒種等方式獲得的33種3444株 菌毒種進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整理整合，完成了相應(yīng)菌毒種種資源數(shù)據(jù)信息（包括個(gè)性信息和共性 信息）的采集、錄入、上報(bào)，完成280幅圖像信息采集、整理、上報(bào)，完成101株菌（毒） 種資源16SrRNA或病毒資源部分核酸序列的測定、上報(bào)。并向國家獸醫(yī)微生物菌種保藏 管理中心國家獸醫(yī)微生物標(biāo)準(zhǔn)菌種保藏庫上交了1621株菌（毒）種，實(shí)現(xiàn)了獸醫(yī)微生物 菌毒種資源的信息及實(shí)物共享。起草了“布魯氏桿菌菌種資源描述規(guī)范”和“牛結(jié)核桿 菌資源檢測技術(shù)規(guī)程”，驗(yàn)證完善了“結(jié)核桿菌菌種資源檢測技術(shù)規(guī)程及試點(diǎn)應(yīng)用”等 9個(gè)獸醫(yī)微生物資源檢測技術(shù)規(guī)程。制定了“犬瘟熱診斷技術(shù)”的國家標(biāo)準(zhǔn)。對分離的 部分菌毒株進(jìn)行生物學(xué)特性研究，為相關(guān)單位的科學(xué)研究提供了優(yōu)良菌毒種。

威蘭膠是一種性能優(yōu)良的微生物多糖，性質(zhì)與黃原膠相似，同時(shí)存在同類多糖不可比擬的優(yōu)勢：1、在更大的范圍內(nèi)具有熱穩(wěn)定性，可以耐受150℃的高溫；2、pH耐受范圍廣，在pH2.0-13.0的范圍內(nèi)性質(zhì)穩(wěn)定；3、耐鹽性好。威蘭膠的耐溫特性在深層采油中十分重要，目前油井深度已達(dá)3000米以上，對采油驅(qū)動(dòng)劑耐溫要求大于140℃，因此威蘭膠的耐溫優(yōu)勢以及它的一些獨(dú)特性能，使它有望成為一種性能更為優(yōu)良的驅(qū)油制劑。威蘭膠是一種不可多得的混凝土外加劑，可以增加水泥的可塑性，懸浮量，空氣含量，抗下陷能力以及抗失水性。威蘭膠是制備自密實(shí)混凝土和自流平混凝土不可缺少的添加劑。按每噸混凝土中添加0.01%的威蘭膠，則成本僅增加10塊錢左右。我國在這一領(lǐng)域的應(yīng)用全部依賴進(jìn)口。本課題組擁有一株自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)菌株，并率先在國內(nèi)開展了發(fā)酵法生產(chǎn)威蘭膠的研究。本項(xiàng)目的成功開發(fā)將具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，對石油、混凝土等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展具有積極的意義。威蘭膠的生產(chǎn)基本可以利用黃原膠的生產(chǎn)資源，因此實(shí)驗(yàn)室中試成熟后，廠家無需太多的前期投入就可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于食品，化妝品，醫(yī)藥，材料等領(lǐng) 域。解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是一株谷氨酸 非依賴型 γ-PGA 合成菌。為了提高其 γ-PGA 產(chǎn)量，項(xiàng)目組采用無痕 基因編輯技術(shù)對菌株進(jìn)行了代謝工程改造。包括三部分：模塊化代謝 通路改造；蔗糖代謝途徑改造；谷氨酸合成途徑改造。 B. amyloliquefaciens LL3 是項(xiàng)目組從發(fā)酵食品中分離得到，它能 夠從蔗糖出發(fā)合成 γ-PGA。利用模塊化通路改造策略對 γ-PGA 合成 相關(guān)的八個(gè)代謝通路進(jìn)行改造包括：γ-PGA 降解相關(guān)途徑；細(xì)胞呼吸 鏈；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途徑；細(xì)菌多糖合成途徑；次級小分 子代謝產(chǎn)物合成途徑；細(xì)胞自誘導(dǎo)因子合成途徑；谷氨酸合成途徑以 及 γ-PGA 合成途徑。最終整合獲得的最優(yōu)基因工程菌株 NK-anti-rocG （敲除了 epsA-O 操縱子（負(fù)責(zé)胞外多糖合成），sac 操縱子（負(fù)責(zé)果 聚糖合成），lps（脂多糖合成相關(guān)），pta（乙酸合成相關(guān)），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（細(xì)胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表達(dá) anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脫氫酶表達(dá)））γ-PGA 搖瓶發(fā)酵產(chǎn)量從 3.8 g/L 提高到 11.04 g/L，較對照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 產(chǎn)物純度也 從 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐補(bǔ)料分批發(fā)酵實(shí)驗(yàn)得到 NK-anti-rocG 菌株產(chǎn)量可達(dá) 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，純度 95%以上。 項(xiàng)目特色： 1. 菌種（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依賴型 γ-聚谷 氨酸合成菌株；發(fā)酵生產(chǎn)主要原料為蔗糖； 2. 補(bǔ)料分批發(fā)酵產(chǎn)量為：20.3 g/L。 3. 授權(quán)專利號為：ZL200810053900.7 市場應(yīng)用前景： γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于食品，化妝品，醫(yī)藥，材料等領(lǐng) 域。本項(xiàng)目采用谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌做為發(fā)酵菌種，以 蔗糖為原料發(fā)酵法生產(chǎn) γ-聚谷氨酸，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。

已有樣品/n微生物法生產(chǎn)天然香料α-松油醇技術(shù)。　　成果簡介：α-松油醇(FEMA 3045)有穩(wěn)定的丁香花、鈴蘭花等花香香氣，是我國重要的出口香料品種，可用于調(diào)配檸檬、甜橙、桃子、柑橘等食用香精。α-松油醇天然存在于柑橘精油、松節(jié)油、桉葉油、迷迭香油等多種植物精油中，但在精油中的天然含量一般較低，因而實(shí)際使用的α-松油醇主要來源于化學(xué)合成。本成果突破現(xiàn)有技術(shù)以化學(xué)合成法生產(chǎn)α-松油醇的技術(shù)瓶頸，提供一種微生物法生產(chǎn)香料α-松油醇的方法，通過該法生產(chǎn)的香料屬于天然香料，克服了化學(xué)合成法存在的安全性問

(1) 針對有機(jī)化工廢水毒性強(qiáng)、難生物降解的特征，通過非均相 Fenton 氧化，將難降解的污染物轉(zhuǎn)化為易生物處理的物質(zhì)之后與固定化微生物聯(lián)用，提高有機(jī)化工廢水效率和降低成本，探討化工廢水中典型有機(jī)污染物的催化氧化降解和生物降解的相互影響機(jī)制，對于控制化工廢水對環(huán)境的污染具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值；(2)設(shè)計(jì)制備磁性微納米非均相 Fenton 催化材料，具有比表面積大、擴(kuò)散阻力小、表面活性高等特性，能高效誘導(dǎo)產(chǎn)生羥基自由基，將難降解有機(jī)污染物降解為 CO2、H2O 和其他礦物鹽，整個(gè)過程綠色、無二

一、成果簡介 食源性病原微生物目前是威脅我國食品安全的首要風(fēng)險(xiǎn)。通過分子生物學(xué)手段可快速、準(zhǔn)確、廉價(jià)的檢測病原微生物，但傳統(tǒng)分子生物學(xué)技術(shù)在食品微生物檢測中只能做到靶向檢測和事后檢 測，即在例行檢查中只檢測種類有限的常規(guī)病原微生物，而不在常規(guī)檢測范圍內(nèi)的病原微生物在爆發(fā)食品安全事件后才進(jìn)行檢測，這種靶向性和后驗(yàn)性導(dǎo)致食源性病原微生物檢測的遺漏和滯后。另 外，傳統(tǒng)的分子生物學(xué)技術(shù)一次實(shí)

項(xiàng)目成果/簡介: 抗菌肽( Antibacterial peptides) 是由動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)特定基因編碼，經(jīng)外界條件誘導(dǎo)產(chǎn)生的一類對細(xì)菌、真菌及病毒等微生物具有殺傷作用的多肽。抗菌肽不同于抗生素的作用機(jī)制。抗菌肽對細(xì)菌、真菌、病毒和腫瘤等均有作用，尤其對耐藥性細(xì)菌有殺滅作用，具有廣譜性。 本項(xiàng)目主要涉及4種不同來源抗菌肽工程菌株以及生產(chǎn)工藝。具體為：美洲擬鰈抗菌肽Pleurocidin、果蠅抗菌肽Metchnikowin、假黑盤菌抗菌肽-菌絲霉素Plectasin以及梭魚娃2-RPLX等4種抗菌肽發(fā)酵生產(chǎn)工程菌株及菌株高效發(fā)酵生產(chǎn)工藝。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點(diǎn)等）： 1. 抗菌肽工程菌株的構(gòu)建 2. 抗菌肽的分離純化以及活性鑒定； 3. 抗菌肽發(fā)酵生產(chǎn)工藝參數(shù)及流程。 抗菌肽的生物活性主要有抑制或殺滅細(xì)菌作用、抗真菌作用、抗病毒活性、抗寄生蟲作用、免疫調(diào)節(jié)作用以及抑制或殺傷腫瘤細(xì)胞作用。目前主要應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于作為抗生物替代品用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、飼料工業(yè)、食品工業(yè)。知識產(chǎn)權(quán)類型:生物醫(yī)藥新品種技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

氮、磷過度排放導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化成為全球水環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)之一，特別是由此引發(fā)的藍(lán)藻爆發(fā)、水體生態(tài)功能喪失及飲用水資源危機(jī)成為各國政府亟待解決的關(guān)鍵問題。如何實(shí)現(xiàn)氮磷營養(yǎng)鹽的合理分配和調(diào)控，成為防止水體富營養(yǎng)化和構(gòu)建完善的水體生態(tài)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。微生物活化設(shè)備照片 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院柴曉利教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的水體微生物活化技術(shù)，突破了傳統(tǒng)旁通水處理工藝、水生動(dòng)植物修復(fù)技術(shù)的不足，通過激活土著優(yōu)勢菌種，使之快速增殖，打破原有水體微生態(tài)平衡，用水體本身容積代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有限生物反應(yīng)器，大大增加微生物的增殖空間，充分發(fā)揮微生物對污染物的削減能力，改善生態(tài)系統(tǒng)賴以生存的透明度、營養(yǎng)鹽等不利條件，重組、完善水體微生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)水體自凈能力，最終脫離人工干預(yù)回歸自然，具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。 基于微生物調(diào)控的水體原位修復(fù)技術(shù)解決了地表水環(huán)境輕度污染水體（富營養(yǎng)化）治理的技術(shù)瓶頸，引領(lǐng)了低污染負(fù)荷飲用水水源地氮素污染控制技術(shù)的發(fā)展方向，具有重要的社會(huì)環(huán)境效益。目前該技術(shù)已經(jīng)獲得相關(guān)授權(quán)專利11項(xiàng)，在全國十幾個(gè)省市30多個(gè)水生態(tài)修復(fù)工程項(xiàng)目中得到了推廣應(yīng)用，累積項(xiàng)目合同額超過3億元。

抗菌肽( Antibacterial peptides) 是由動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)特定基因編碼，經(jīng)外界條件誘導(dǎo)產(chǎn)生的一類對細(xì)菌、真菌及病毒等微生物具有殺傷作用的多肽。抗菌肽不同于抗生素的作用機(jī)制。抗菌肽對細(xì)菌、真菌、病毒和腫瘤等均有作用，尤其對耐藥性細(xì)菌有殺滅作用，具有廣譜性。 本項(xiàng)目主要涉及4種不同來源抗菌肽工程菌株以及生產(chǎn)工藝。具體為：美洲擬鰈抗菌肽Pleurocidin、果蠅抗菌肽Metchnikowin、假黑盤菌抗菌肽-菌絲霉素Plectasin以及梭魚娃2-RPLX等4種抗菌肽發(fā)酵生產(chǎn)工程菌株及菌株高效發(fā)酵生產(chǎn)工藝。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點(diǎn)等）： 1. 抗菌肽工程菌株的構(gòu)建 2. 抗菌肽的分離純化以及活性鑒定； 3. 抗菌肽發(fā)酵生產(chǎn)工藝參數(shù)及流程。 抗菌肽的生物活性主要有抑制或殺滅細(xì)菌作用、抗真菌作用、抗病毒活性、抗寄生蟲作用、免疫調(diào)節(jié)作用以及抑制或殺傷腫瘤細(xì)胞作用。目前主要應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于作為抗生物替代品用于醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、飼料工業(yè)、食品工業(yè)。