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L-纈氨酸是生命有機體的重要組成部分，在生命體內物質代謝調控和信息傳遞等許多方面扮演著重要角色。L-纈氨酸屬于八種必需氨基酸之一，也是三種支鏈氨基酸之一。L-纈氨酸發酵是典型的代謝控制發酵。國內雖有天然蛋白質水解液分離提取 L-纈氨酸的產品，但由于其產量很低，質量不佳，純度不高，所以無法實現大規模工業化生產。利用微生物發酵法生產 L-纈氨酸具有原料成本低，反應條件溫和及易實現大規模生產等優點，是一種非常經濟的生產方法。但是， 以微生物發酵法生產 L-纈氨酸，國內大多數菌株的產酸水平不高，特別是 L-纈氨酸的生產水平和產量遠不能滿足國內市場的需求。因此，開展發酵法生產 L-纈氨酸的研究具有極其重要的意義。本研究室通過高通量篩選策略，獲得一株高產纈氨酸的黃色短桿菌。 

箱體為手提式一體工程塑料制作完成，外觀尺寸（cm）：55*45*15主要配置及用材：顯微鏡、動物細胞切片、植物細胞切片、典型動物細胞圖片、典型植物細胞圖片。大型真菌（香菇、平蘑、木耳、銀耳、靈芝、冬蟲夏草）圖片、霉菌（面包霉、污斑）圖片、酵母菌圖片、細菌圖片、病毒模型、霉菌結構示意圖、細菌結構示意圖、病毒結構示意圖 等,各種器材有序嵌放于珍珠棉發泡成型的空間內。

浮游植物在表層獲取光能固定CO2，形成顆粒有機碳（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細菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細菌所介導的兩步硝化過程是實現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固碳，為深海生物圈提供了“新”的有機質，同時積累硝氮。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作關系始終不明了，因此國際上對深海硝化菌群支撐的碳（C）−氮（N）耦合機理（定性）的理解仍極為有限，對C−N計量學關系（定量）的準確估算仍是空白。 該研究工作結合多組學分析、生理學實驗、現場原位速率及動力學觀測和模擬，以及生態系統模型，闡釋了氨氧化古菌和亞硝氧化細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學機制，建立了硝化菌群支撐的C−N、物質與能量轉換的計量學關系，量化了深海硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環的貢獻和影響。該工作為深海物質與能量循環研究提供了新的參數，對深入認識深海生物地球化學過程具有重要意義。

項目成果/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細菌/古菌提供了能量來源。因此，氨氧化古菌和亞硝氧化細菌所介導的兩步硝化過程是實現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固碳，為深海生物圈提供了“新”的有機質，同時積累硝氮。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作關系始終不明了，因此國際上對深海硝化菌群支撐的碳（C）?氮（N）耦合機理（定性）的理解仍極為有限，對C?N計量學關系（定量）的準確估算仍是空白。 該研究工作結合多組學分析、生理學實驗、現場原位速率及動力學觀測和模擬，以及生態系統模型，闡釋了氨氧化古菌和亞硝氧化細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學機制，建立了硝化菌群支撐的C?N、物質與能量轉換的計量學關系，量化了深海硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環的貢獻和影響。該工作為深海物質與能量循環研究提供了新的參數，對深入認識深海生物地球化學過程具有重要意義。

本成果總體達到同類研究的國際先進水平，在獸醫微生物菌毒種資源規范性描述方 面處于國際領先水平，在獸醫微生物菌毒種資源的篩選和創新性應用等方面處于國際先 進水平。本成果于2009年獲得成果鑒定證書，獲得2010年度山東省科技進步獎二等獎。 本成果分離鑒定了具有平臺資源號的280株細菌。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 菌毒種進行標準化整理整合，完成了相應菌毒種種資源數據信息（包括個性信息和共性 信息）的采集、錄入、上報，完成280幅圖像信息采集、整理、上報，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。并向國家獸醫微生物菌種保藏 管理中心國家獸醫微生物標準菌種保藏庫上交了1621株菌（毒）種，實現了獸醫微生物 菌毒種資源的信息及實物共享。起草了“布魯氏桿菌菌種資源描述規范”和“牛結核桿 菌資源檢測技術規程”，驗證完善了“結核桿菌菌種資源檢測技術規程及試點應用”等 9個獸醫微生物資源檢測技術規程。制定了“犬瘟熱診斷技術”的國家標準。對分離的 部分菌毒株進行生物學特性研究，為相關單位的科學研究提供了優良菌毒種。

威蘭膠是一種性能優良的微生物多糖，性質與黃原膠相似，同時存在同類多糖不可比擬的優勢：1、在更大的范圍內具有熱穩定性，可以耐受150℃的高溫；2、pH耐受范圍廣，在pH2.0-13.0的范圍內性質穩定；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3000米以上，對采油驅動劑耐溫要求大于140℃，因此威蘭膠的耐溫優勢以及它的一些獨特性能，使它有望成為一種性能更為優良的驅油制劑。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。我國在這一領域的應用全部依賴進口。本課題組擁有一株自主知識產權的生產菌株，并率先在國內開展了發酵法生產威蘭膠的研究。本項目的成功開發將具有我國自主知識產權，對石油、混凝土等相關行業的發展具有積極的意義。威蘭膠的生產基本可以利用黃原膠的生產資源，因此實驗室中試成熟后，廠家無需太多的前期投入就可以實現工業化。

已有樣品/n微生物法生產天然香料α-松油醇技術。　　成果簡介：α-松油醇(FEMA 3045)有穩定的丁香花、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，因而實際使用的α-松油醇主要來源于化學合成。本成果突破現有技術以化學合成法生產α-松油醇的技術瓶頸，提供一種微生物法生產香料α-松油醇的方法，通過該法生產的香料屬于天然香料，克服了化學合成法存在的安全性問

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險。通過分子生物學手段可快速、準確、廉價的檢測病原微生物，但傳統分子生物學技術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病原微生物，而不在常規檢測范圍內的病原微生物在爆發食品安全事件后才進行檢測，這種靶向性和后驗性導致食源性病原微生物檢測的遺漏和滯后。另 外，傳統的分子生物學技術一次實

微生物菌制劑處理禽畜糞便，使禽畜糞便無臭味，進一步把大分子有機物發酵降解為小分子有機物，使植物更容易吸收利用。在高溫發酵階段溫度可達60～70℃，經過發酵處理的雞糞變為無病毒、無蟲卵、無害蟲的衛生肥料。變臭糞為綠色食品生產的上等肥料，既改善環境又增加了有機肥資源。特別適合養雞戶多的縣，或者大的養雞廠，具有很高的經濟效益、環境效益。微生物菌制劑凈化養殖水，也可以凈化景觀用水，比如旅游地的湖泊、水庫、河流受到污染，或者城市公園的水富營養化等都可以用本菌制劑治理，達到污水變清、保護水資源的

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已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領域。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 產量，項目組采用無痕基因編輯技術對菌株進行了代謝工程改造。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 是項目組從發酵食品中分離得到，它能夠從蔗糖出發合成 γ-PGA。利用模塊化通路改造策略對 γ-PGA 合成相關的八個代謝通路進行改造包括：γ-PGA 降解相關途徑；細胞呼吸鏈；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途徑；細菌多糖合成途徑；次級小分子代謝產物合成途徑；細胞自誘導因子合成途徑；谷氨酸合成途徑以及 γ-PGA 合成途徑。最終整合獲得的最優基因工程菌株 NK-anti-rocG（敲除了 epsA-O 操縱子（負責胞外多糖合成），sac 操縱子（負責果聚糖合成），lps（脂多糖合成相關），pta（乙酸合成相關），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（細胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表達anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脫氫酶表達））γ-PGA 搖瓶發酵產量從 3.8g/L 提高到 11.04 g/L，較對照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 產物純度也從 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐補料分批發酵實驗得到 NK-anti-rocG菌株產量可達 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，純度 95%以上。 項目特色： 1. 菌種（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌株；發酵生產主要原料為蔗糖； 2. 補料分批發酵產量為：20.3 g/L。 3. 授權專利號為：ZL200810053900.7 市場應用前景： 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已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領域。本項目采用谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌做為發酵菌種，以蔗糖為原料發酵法生產 γ-聚谷氨酸，可產生巨大的經濟效益和社會效益。