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全球氨基酸市場需求增長勢頭強勁，年均增長5.6%以上。2017年，全球年產量已達850萬噸，總銷售額超百億美元。目前，氨基酸的生產主要有三種方法，包括微生物發酵法、化學合成法和酶法水解法等。其中，微生物發酵法因其產能高、成本低等優勢，作為最主要的方法，生產了全球總產量85%以上的氨基酸。為應對不斷升級的市場需求，氨基酸發酵企業亟需提高發酵產量和拓展氨基酸品種，而關鍵在于獲得氨基酸高產菌株。現有的氨基酸高產菌株篩選方法如氨基酸類似物篩選法，存在毒性高、陽性率低及種類受限等問題，無法滿足篩選需求。因此，開發全新的氨基酸高產菌株篩選方法具有十分重要的科學意義和應用價值。 項目組通過增加序列中稀有密碼子的數量來提高蛋白翻譯所需氨基酸濃度的“門檻值”，利用必需基因和顏色蛋白編碼基因，建立了氨基酸高產菌株的選擇和篩選體系，并證明了該方法在大腸桿菌和谷氨酸棒狀桿菌中的可行性。本研究為氨基酸高產菌株的篩選提供了新系統，理論上可用于任何一種天然氨基酸高產菌株的篩選，同時也為氨基酸高產機制的發現提供了新思路，可用于氨基酸發酵生產中優良菌株的構建，進而推動氨基酸市場的增長，促進氨基酸在飼料、食品、醫藥等民生領域的應用。 目前，微生物細胞工廠的遺傳改造已經基本完成，正在進一步的改造。發酵生產的濃度、產率和速率都達到國際先進水平。進一步的提高正在研究進行中。

一、成果簡介 α-酮戊二酸又稱α-膠酮酸（２-氧代戊二酸或α-羰基戊二酸），是三羧酸循環（TCA）中重要的 中間產物。α-酮戊二酸在生物體內參與氨基酸、蛋白質、維生素的合成以及能量代謝，廣泛應用于食品、醫藥、有機合成、化妝品、飼料等行業。在食品領域，α-酮戊二酸與精氨酸等氨基酸復配， 能快速幫助運動員補充能量，可用于開發功能飲料。在醫藥行業，服用α-酮戊二酸能減輕腎病患者 

系統開展了單增李斯特菌、腸炎沙門氏菌、蠟樣芽胞桿菌、氣單胞菌等食源性致病菌的定量風險評估，完善了肉類中致病菌的定量暴露評估研究體系，開展了冷卻豬肉中氣單胞菌暴露評估的不確定性和變異性比較，明確了陰性樣品中致病菌分布對微生物定量風險評估的影響，完善了致病菌不同劑量效應模型的構建及優化，完善了食源性致病菌之一的單增李斯特菌的競爭建模、定量風險評估及風險管理等。基于以上開發整合設計了具有自主知識產權的食品安全風險預警軟件，開發設計了具有自主知識產權的“食品安全風險預警軟件”，進一步以微軟 Excel 的加

通過建立單細胞生長流動成像系統，探究銅綠假單胞菌單細胞生長規律，同時，采用多次模擬探究不同初始接菌量對銅綠假單胞菌群體細胞生長遲滯期的影響，進行單細胞水平建模（IbM），實現不同初始接菌量下銅綠假單胞菌群體細胞的隨機生長模擬，采用單細胞生長流動成像系統探究不同溫度驟變下銅綠假單胞菌的生長規律

以肉類食品為主要基質，構建了單增李斯特菌、腸炎沙門氏菌、副溶血性弧菌、金黃色葡萄球菌、氣單胞菌、生孢梭菌等主要致病菌或條件致病菌或研究替代菌的生長、殘存、失活、損傷、修復等狀態以及低溫、酸化、滲透壓、氣調包裝等環境條件下的動力學和概率模型，特別是通過生長模型探討了在貨架期預測方面的應用可能性，設計了電子 TTI 結構模式，并對冷凍損傷型的氣單胞菌建立了適用的失活模型，初步探討其冷凍損傷和修復機制，另外完善了兩菌競爭拮抗建模理論（單增李斯特菌與植物乳桿菌、腸炎沙門氏菌與銅綠假單胞菌），構建了新型防腐劑

懸賞金額：50萬元 發榜企業：廣東希諾偉達生物科技有限公司 支柱產業集群：現代農業與食品產業集群 需求領域：農業生態 技術關鍵詞：農業生態，微生物

“NMT界喬布斯”許越先生推薦創新平臺 中關村NMT產業聯盟推介成員單位創新產品 “生物安全，人人有責” 推出背景： 在國際競爭白熱化，戰爭形態多樣化的今天，生物安全已成為國家安全的重要組成部分，為積極應對這一挑戰，2019年10月，生物安全法草案于首次提請十三屆全國人大常委會第十四次會議審議。本次新冠肺炎疫情的爆發，讓各界更加意識到，生物安全對于確保國家安全、保障社會穩定、人民群眾生命安全和身體健康的重要性。 國家安全就是國家競爭，歸根結底又是科技實力的競爭！因此，作為中國的高新技術企業，中關村NMT聯盟的會員單位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技術積累，以NMT：非損傷微測技術為底層核心技術，迅速推出了與國家生物安全相關多種檢驗，監測儀器設備，以及適用于多個學科及領域的研發平臺： 《NMT生物安全創新平臺》特制系列產品！ ? 應對挑戰： 1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產物，有效地對微生物藥物進行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細胞能量代謝、細胞凋亡、細胞形態維持等生理過程直接相關。 分類及用途： 1）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-100） 基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。 ? 2）《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-200） 基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。 ? 《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-100） 應對挑戰： 1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產物，有效地對微生物藥物進行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細胞能量代謝、細胞凋亡、細胞形態維持等生理過程直接相關。 用途： 基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。 ? 參數： 1.基本功能： 1.1針對微生物藥物研究設計 1.2活體、原位、非損傷檢測 1.3可檢測指標：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 2.性能： 2.1自動化操作 2.2長時間實時和動態監測 2.3無需標記 2.4立體3D流速檢測 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速 《微生物藥物研究NMT工作站》（型號：NMT-MDR-200） 應對挑戰： 1）微生物檢測：微生物的生長繁殖及代謝過程，為微生物的藥物研究提供了方向，NMT對微生物如細菌、真菌、微藻的分、離子流速檢測，能夠快速確定微生物生長過程中的產物，有效地對微生物藥物進行確定及篩選。 2） 安全性：NMT是用于研究活體材料的生理環境，其所檢測的Na+、H+、K+、Cl-等與細胞能量代謝、細胞凋亡、細胞形態維持等生理過程直接相關。 用途： 基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。 ? 參數： 1.基本功能： 1.1針對微生物藥物研究和研發設計 1.2活體、原位、非損傷檢測 1.3可檢測指標：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 1.4可實時監測和記錄檢測時的環境參數：溫度、濕度、大氣壓、海拔、經緯度 1.5配備新指標拓展功能 2.性能： 2.1自動化操作 2.2長時間實時和動態監測 2.3無需標記 2.4立體3D流速檢測 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速，以及檢測時的環境參數

丙酮酸是一種重要的有機酸，廣泛應用于制藥、日化、農用化學品和食品等工業中，微生物發酵法生產丙酮酸具有低成本、高質量等優勢。本研究室在自行選育的四重維生素營養缺陷型菌株光滑球擬酵母 CCTCC M202019 的基礎上，從代謝能力、魯棒特性和環境適應性等入手，闡釋了影響 T. glabrata 高效積累丙酮酸的關鍵因素。提出并實踐了全局高效調控 T. glabrata 代謝功能的新方法。 

衣康酸是一種不飽和二元脂肪酸。由于衣康酸具有特殊的化學結構，決定了它具有十分活潑的化學性質,既可以自身聚合,也可以和其他分子發生加成、聚合等化學反應,是一種應用前景十分廣闊的化學合成中間體，廣泛應用與化工、醫藥、農業等領域，被譽為有機酸領域中皇冠上的寶石。本研究通過誘變和高通量 篩選獲得一株高產衣康酸的生產菌株

人類文明的高度發展，既帶來了生活的便利與舒適，同時也增添了病菌傳播的機會。近年 來世界上大規模傳染性疾病的時有發生，例如，1996年日本發生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財產造成了重大的損失，促進了人類對健康生存環境的追 求。自上世紀80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發展十分迅速。抗微生物制品在保護人類 健康、減少疾病、改善生活環境等方面可以起到綠色屏障的作用。據CBS調查，52％的美國民 眾購買日用品時，會注意產品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機抗菌劑，還是以日本為代表采用無機銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應該同時對絕大多數微生物有效，而且不應該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機等都會因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數有機抗生素的作用機理在于影響微生物的新陳代謝，進而達到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導致微生物抗藥性的增加，會給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負電荷的靜電吸引作用，破壞細胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發展方向。 本項目創建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點是將特定的陽 離子型功能團齊聚物鍵合到應用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現有技術的缺陷，是抗微生物材料方面一個有 突破意義的發明。