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針對不合理施用肥料及集約化生產(chǎn)等導(dǎo)致的土壤生物退化，土壤生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控能力下降，植物土傳病害加劇等問題，開展了農(nóng)用功能微生物的篩選及其在農(nóng)業(yè)廢棄物肥料化、土壤微生態(tài)修復(fù)調(diào)理、植物抑病促生等方面的研究。研究獲得200多株對10余種主要農(nóng)作物土傳病原靶標(biāo)菌有較強(qiáng)防病促生優(yōu)良微生物菌株，開發(fā)出生防放線菌菌株3株、真菌1株、細(xì)菌2株。在此基礎(chǔ)上集成功能微生物高密度培養(yǎng)技術(shù)、土壤微生態(tài)系統(tǒng)的快速修復(fù)技術(shù)和微生物干預(yù)植物減害、生態(tài)友好技術(shù)。開發(fā)了放線菌高活性菌粉、放線菌有機(jī)肥和放線菌液體肥料等產(chǎn)品，并建立了相應(yīng)生產(chǎn)線。該成果既能實(shí)現(xiàn)土壤生物退化及連作障礙的微生物修復(fù)，又能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)減肥減藥、產(chǎn)品提質(zhì)增效；該成果實(shí)施后預(yù)期年生產(chǎn)菌劑固態(tài)6000噸，每噸售價(jià)20000元；液態(tài)5000噸，每噸售價(jià)15000元。

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(jí)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(hào)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。

懸賞金額：50萬元 發(fā)榜企業(yè)：廣東希諾偉達(dá)生物科技有限公司 支柱產(chǎn)業(yè)集群：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)集群 需求領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)生態(tài) 技術(shù)關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生態(tài)，微生物

香蘭素，又稱香草醛，具有香子蘭特有的濃郁的奶香味，是世界上產(chǎn)量最大的一種廣譜型香料，廣泛被用于冰淇淋、乳制甜點(diǎn)、糖果、焙烤食品、可樂飲料和烈酒等中。目前，市場上的香蘭素產(chǎn)品大多來源于石油化工產(chǎn)品愈創(chuàng)木酚、木質(zhì)素等的化學(xué)合成，僅有極少一部分是從香子蘭豆莢中提取生產(chǎn)。隨著人們對天 然和健康無污染食品的要求，生物法產(chǎn)品替代合成產(chǎn)品成為發(fā)展的趨勢，微生物轉(zhuǎn)化方法制造的天然等同（NI）香蘭素受到人們青睞。 

研發(fā)階段/n內(nèi)容簡介：低熱值微生物多糖是由霉菌產(chǎn)生的一種高分子多糖，可作為食品穩(wěn)定劑、增粘劑和低熱纖維素食品。目前只日本有生產(chǎn)，價(jià)格為2000~3000日元/公斤。我國有少量進(jìn)口。該成果可直接進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。這種產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)已通過湖北省科技廳主持的鑒定，技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)空白，居國內(nèi)領(lǐng)先水平。主原料為淀粉質(zhì)類農(nóng)副產(chǎn)品，如稻米、玉米、土豆等，主要設(shè)備有發(fā)酵罐等。產(chǎn)業(yè)化所需投入資金：按年產(chǎn)500噸規(guī)模設(shè)計(jì)，總投資3000萬元，其中設(shè)備投資約二千多萬。

建立了我國首個(gè)針對食源性致病菌建立的可視化預(yù)測建模與定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了食源性致病菌污染信息的薈萃分析、實(shí)驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)的建模評(píng)價(jià)、種群大小的模擬預(yù)測，及目標(biāo)食品-致病菌組合的模塊化定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。所建平臺(tái)作為通用型工具，減輕了微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相關(guān)科研人員、生產(chǎn)者、監(jiān)管者等的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)和時(shí)間成本，提高了預(yù)測微生物模型的實(shí)用性，推動(dòng)了我國微生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展和普及。

固定化微生物技術(shù)是將特選的微生物固定在特定的微生物載體上，使其高度密集并保持生物活性，在適宜條件下能夠快速、大量增殖并發(fā)揮其特定功能的生物技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用于廢水處理，有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)特定的微生物濃度，避免其隨水流流失以及脫落的問題，從而有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響，同時(shí)利于反應(yīng)后的固液分離，縮短處理所需的時(shí)間。

南開大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 南開大學(xué)環(huán)境微生物與微生物制造研究室從發(fā)酵食品中分離得到一株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens LL3），它能夠利用蔗糖合成低聚果糖。為了提高低聚果糖的產(chǎn)量和純度，項(xiàng)目組采用溫敏質(zhì)粒結(jié)合反向篩選標(biāo)記——無痕基因敲除法對菌株的其他胞外產(chǎn)物和六個(gè)胞外蛋白基因以及3個(gè)細(xì)菌胞外多糖基因（簇）進(jìn)行了敲除；5L罐分批發(fā)酵低聚果糖的產(chǎn)量（42 h）達(dá)到43.34g/L。為了進(jìn)一步提高蔗糖酶的分泌表達(dá)，項(xiàng)目組整合強(qiáng)啟動(dòng)子和信號(hào)肽對菌種進(jìn)行改造，在5L發(fā)酵罐采用補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝，菌株低聚果糖產(chǎn)量達(dá)101.7 g/L。分子量約5000Dal，純度95%以上。 項(xiàng)目優(yōu)勢：                                                    （1）低聚果糖產(chǎn)品產(chǎn)量高：101.7g/L；產(chǎn)品純度高：95%以上； （2）解淀粉芽孢桿菌屬農(nóng)業(yè)部規(guī)定可使用的微生物菌種； （3）所構(gòu)建的重組菌株是采用無痕敲除法從解淀粉芽孢桿菌而來，菌株不含抗性基因，具有安全性； （4）采用國內(nèi)發(fā)酵企業(yè)通用的發(fā)酵設(shè)備即可實(shí)施生產(chǎn)。

微生物提高石油采收率是生物技術(shù)在石油開發(fā)領(lǐng)域中的開拓性應(yīng)用，因具有適應(yīng)性強(qiáng)，效率高，成本低，施工方便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已成為一項(xiàng)新的三次采油技術(shù)及眾多老油田新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。 南開大學(xué)經(jīng)過多年聯(lián)合攻關(guān)，已優(yōu)選出大量適合不同油藏條件的采油微生物，建成了系列菌種庫和試驗(yàn)廠，建立了質(zhì)檢方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確立了從菌種篩選－性能評(píng)價(jià)－巖心模擬－菌劑生產(chǎn)－制定礦場試驗(yàn)方案－施工－跟蹤檢測－效果評(píng)價(jià)等一整套技術(shù)措施，并有很多創(chuàng)新，特別是在高溫菌種的篩選評(píng)價(jià)，特高稠油藏、聚合物驅(qū)后油藏和超高溫油藏的應(yīng)