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過(guò)敏性疾病已經(jīng)成為世界第六大疾病，涉及全球 22%的人口。如哮喘、鼻 炎、過(guò)敏性濕疹、食物過(guò)敏和過(guò)敏性休克等均與特異性免疫球蛋白 E（IgE）介 導(dǎo)的免疫反應(yīng)密切相關(guān)，但目前過(guò)敏疾病的治療藥物存在副作用，不宜長(zhǎng)期使用。江南大學(xué)食品生物技術(shù)中心經(jīng)過(guò)多年的積累，通過(guò)體外高通量篩選。細(xì) 胞、動(dòng)物模型，人群臨床試食及多組學(xué)機(jī)制解析等手段，研究得到能夠有效調(diào) 節(jié)免疫，緩解過(guò)敏性疾病，可長(zhǎng)期食用無(wú)毒副作用的益生菌；并以此為基礎(chǔ)， 開(kāi)發(fā)了提升益生菌在消化道中抗逆性的關(guān)鍵技術(shù)，并攻克了菌種在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時(shí)的發(fā)酵工藝、活性保持、生產(chǎn)技術(shù)等多層面難題。 主要成果包括： （1）研發(fā)得到 3 株有效緩解不同過(guò)敏性疾病的益生菌，長(zhǎng)雙歧桿菌 CCFM1029 通過(guò)降低血清中總 IgE 水平，皮膚組織 IL-4、IL-13 水平，局部組織 中組胺的釋放，以及炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，緩解過(guò)敏性濕疹；短雙歧桿菌 CCFM1067 通過(guò)改善肥大細(xì)胞炎癥浸潤(rùn)，降低皮膚組織中 IL-13 和 CCL11 水平，且提高皮 膚組織中 IL-10 的表達(dá)，最終實(shí)現(xiàn)緩解特應(yīng)性皮炎癥狀；羅伊氏乳桿菌 CCFM1040 顯著降低過(guò)敏性哮喘小鼠肺部病理炎癥，抑制血清中塵螨特異性免疫30 球蛋白 IgG1 的產(chǎn)生，降低肺泡灌洗液中 IL-5、IL-13、IL-17A 的含量，緩解過(guò) 敏性哮喘癥狀； （2）通過(guò)剖析益生菌的底物代謝規(guī)律和關(guān)鍵限制性生長(zhǎng)因子，建立科學(xué)有 效的益生菌特異性增殖培養(yǎng)體系，并基于生長(zhǎng)過(guò)程碳氮代謝規(guī)律，提出遵循底 物消耗規(guī)律的自動(dòng)補(bǔ)料技術(shù)和發(fā)酵精準(zhǔn)化自動(dòng)控制工藝。益生菌增殖密度達(dá)到 1.0×1010 cfu/mL 以上，是傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的 5~10 倍； （3）開(kāi)發(fā)了提高益生菌消化道耐受性的關(guān)鍵技術(shù)，解決了菌株通過(guò)胃腸道 后存活率低的技術(shù)難題。通過(guò)開(kāi)發(fā)高滲預(yù)脅迫、微膠囊預(yù)包埋等技術(shù)，使功能 菌株在胃酸環(huán)境下的存活率達(dá)到 95%以上，在膽鹽環(huán)境下的存活率達(dá)到 90%以上。 

L-蘇氨酸在食品、飼料、醫(yī)藥和化妝品等領(lǐng)域的用量呈長(zhǎng)期穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其在飼料添加劑中增長(zhǎng)最為迅速。以添加了 L-蘇氨酸的低蛋白配方飼料作為家禽日糧，不但可以緩解天然蛋白的匱乏，減少動(dòng)物氨的排放，還能提高家禽的生產(chǎn)性能。而在醫(yī)藥領(lǐng)域，L-蘇氨酸除了用于氨基酸輸液之外，隨著人類保健意識(shí)的提高，各類氨基酸保健飲品涌現(xiàn)市場(chǎng)，L-蘇氨酸是必不可少的配方成分。L-蘇氨酸有望取代色氨酸，成為繼賴氨酸和甲硫氨酸之后第三大發(fā)展最迅速的氨基酸。因此 L-蘇氨酸產(chǎn)業(yè)迫切需要提高產(chǎn)量，降低成本，以滿足市場(chǎng)需求。本實(shí)驗(yàn)室以谷氨酸棒狀桿菌為出發(fā)菌株，通過(guò)代謝工程技術(shù)手段進(jìn)行基因敲除和敲入，對(duì)關(guān)鍵基因進(jìn)行了測(cè)序、蛋白結(jié)構(gòu)解析及定向改造，以達(dá)到“開(kāi)源節(jié)流”，即增強(qiáng) L-蘇氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高L-蘇氨酸產(chǎn)率近 20 倍，具有較好的應(yīng)用前景。

L-甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于飼料業(yè)，是家禽飼料中首選的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是強(qiáng)肝解毒劑、促進(jìn)發(fā)育劑，當(dāng)缺乏時(shí)會(huì)引起食欲減退。甲硫氨酸廣泛應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充與畜產(chǎn)飼料，由于甲硫氨酸容易被雞吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)殡u肉蛋白，在雞飼料中添加甲硫氨酸，可少耗飼料，并使雞肉生長(zhǎng)健全。L-甲硫氨酸合成方法主要為化學(xué)合成法和微生物發(fā)酵法兩種。因化學(xué)合成法會(huì)產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)甲硫氨酸越來(lái)越受到關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)室以谷氨酸棒狀桿菌為出發(fā)菌株，通過(guò)代謝工程技術(shù)手段進(jìn)行基因敲除和敲入，以達(dá)到“開(kāi)源節(jié)流”，即增強(qiáng) L-甲硫氨酸合成路徑代謝流，抑制或阻斷旁路途徑代謝流，最終提高 L-甲硫氨酸產(chǎn)率，目前中間菌株產(chǎn)率已達(dá) 21 mmol/L，具有重要的應(yīng)用前景。 

一. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介：應(yīng)用背景 太陽(yáng)能光伏發(fā)電及太陽(yáng)能熱水器是目前太陽(yáng)能利用最為成熟和廣泛的兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，但是由于其產(chǎn)能形式單一，最終嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)推廣前景。其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在光電轉(zhuǎn)化效率低（由于溫度效應(yīng)，晶硅型光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合光電轉(zhuǎn)化效率只能達(dá)到 12%-13%），光伏組件成本高，導(dǎo)致其成本回收期長(zhǎng)。同時(shí)光伏電池生產(chǎn)也存在高能耗高污染的問(wèn)題。如何提高單位面積光伏電池的發(fā)電量，減少電池用量是降低系統(tǒng)成本提高發(fā)電收益的重要手段。通過(guò)聚光可以有效提高光伏電池片表面的太陽(yáng)能能流密度，并大大增加光伏電池的光電輸出功率，成倍減少電池片用量（用量為傳統(tǒng)技術(shù)的 1/4），間接降低了光伏電池生產(chǎn)的總能耗和總污染，但是提高電池表面太陽(yáng)能能流密度的同時(shí)，電池的溫度也急劇升高，嚴(yán)重影響電池的電輸出性能和使用壽命，只有通過(guò)水冷的方式來(lái)降低電池溫度，這就形成了該技術(shù)手段的另一種產(chǎn)能形式，太陽(yáng)能熱水。即太陽(yáng)能熱電聯(lián)供。  

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:該項(xiàng)目的核心技術(shù)來(lái)源于中國(guó)海洋大學(xué)和北京格瑞智博生態(tài)科技研究院合作研究的國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利，是原創(chuàng)性創(chuàng)新性技術(shù)，技術(shù)壁壘非常高，難復(fù)制，擁有我國(guó)獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，它的問(wèn)世必將推動(dòng)我國(guó)食品保鮮膜的高速發(fā)展。我國(guó)塑料保鮮膜市場(chǎng)25000噸左右。該項(xiàng)目生產(chǎn)的海藻食品保鮮是原創(chuàng)性技術(shù)產(chǎn)品，可逐步有效替代塑料保鮮膜產(chǎn)品，市場(chǎng)容量達(dá)到108億元，市場(chǎng)接受度高，比較容易推廣，因此具有廣闊的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目階段:完成實(shí)驗(yàn)室階段效益分析:我國(guó)塑料保鮮膜市場(chǎng)25000噸左右。該項(xiàng)目生產(chǎn)的海藻食品保鮮是原創(chuàng)性技術(shù)產(chǎn)品，可逐步有效替代塑料保鮮膜產(chǎn)品，市場(chǎng)容量達(dá)到108億元，市場(chǎng)接受度高，比較容易推廣，因此具有廣闊的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)編號(hào):ZL201410539503.6技術(shù)成熟度:已有樣品技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無(wú)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電綠色無(wú)污染，而且我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，水平面總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦），大部分可以用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電。隨著光伏材料以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本已經(jīng)大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國(guó)的應(yīng)用規(guī)模迅速增長(zhǎng)。光伏發(fā)電已經(jīng)跨越了示范應(yīng)用階段，進(jìn)入了大規(guī)模推廣的階 段。近年來(lái)，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長(zhǎng)。截止到 2015 年 6 月底，中國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據(jù)美國(guó) IHS 咨詢公司預(yù)計(jì)，2015 年全球光伏裝機(jī)量增長(zhǎng) 16%~25%，達(dá)到 53-57 吉瓦之間。

  課題組自1999 年開(kāi)始，先后承擔(dān)了科技部農(nóng)業(yè)重點(diǎn)推廣項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)、國(guó)家現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)及遼寧省農(nóng)業(yè)重大科技攻關(guān)等研究任務(wù)，圍繞建立冷涼地區(qū)蘋果優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)理論體系和技術(shù)集成開(kāi)展深入研究。經(jīng)過(guò)15 年的努力，突破了低溫限制大蘋果栽培區(qū)域的“瓶頸”，在我國(guó)傳統(tǒng)大蘋果栽培北緣地帶及其以北廣大冷涼地區(qū)建立了寒富蘋果優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)體系，形成了高效蘋果產(chǎn)業(yè)，取得如下創(chuàng)新成果：     1．首次明確了寒富蘋果較富士等我國(guó)主栽蘋果品種，具有更強(qiáng)的抗寒、抗旱、抗病等綜合抗性，具有自花結(jié)實(shí)、坐果率高、腋芽容易成花、頂花芽受凍后仍能滿足結(jié)果需求、果形周正、品質(zhì)優(yōu)良、耐貯、易早果豐產(chǎn)等特性，揭示了其能夠在傳統(tǒng)大蘋果栽培北緣地帶及其以北1 月份平均氣溫為-12℃～-10℃的地區(qū)進(jìn)行優(yōu)質(zhì)栽培的生物學(xué)及生理機(jī)制，奠定了研制配套栽培技術(shù)體系的理論基礎(chǔ)。并根據(jù)冷涼地區(qū)自然資源及果樹(shù)帶布局現(xiàn)狀，進(jìn)行了多區(qū)域布點(diǎn)試栽，最終完成了寒富蘋果栽植區(qū)劃，為我國(guó)抗寒優(yōu)質(zhì)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了科學(xué)依據(jù)。出版《寒富蘋果生理基礎(chǔ)》等專著4 部，發(fā)表論文182 篇，其中SCI 收錄5 篇上述成果為國(guó)際抗寒優(yōu)質(zhì)蘋果育種及抗寒矮化栽培機(jī)制研究提供了重要材料與理論參考，整體居國(guó)際先進(jìn)水平。     2．率先對(duì)寒富蘋果進(jìn)行了多種砧穗組合綜合評(píng)價(jià)，建立了優(yōu)質(zhì)苗木繁育原種采穗圃；明確了常規(guī)“寒富/山定子” 砧穗組合難成花、抗寒性差，不適于冷涼地區(qū)；確定“寒富/GM256/山定子”為冷涼地區(qū)最適的抗寒、矮化砧穗組合，研制出相應(yīng)的苗木繁育技術(shù)，制定了2 項(xiàng)遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了苗木生產(chǎn)流程和市場(chǎng)秩序，從根本上解決了制約果園成功與否的核心苗木問(wèn)題。     3．建立了寒富蘋果優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)體系，制定了5 項(xiàng)遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)和3 項(xiàng)農(nóng)業(yè)部果園主推技術(shù)規(guī)程，在生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。建設(shè)示范園214處，面積8.6 萬(wàn)畝，在遼寧省推廣種植117 萬(wàn)畝，輻射新疆伊犁、陜西榆林、寧夏銀川等地30 余萬(wàn)畝。實(shí)現(xiàn)了良種良法配套，將我國(guó)大蘋果栽培北緣向北擴(kuò)展了近2 個(gè)地理緯度，形成了優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。首次在不可栽培大蘋果的地區(qū)實(shí)現(xiàn)了大面積優(yōu)質(zhì)、矮化栽培，使寒富成為我國(guó)自主選育的300 余個(gè)蘋果品種中栽培面積最大的品種。近3 年，遼寧省新增產(chǎn)值425.2 萬(wàn)噸，農(nóng)戶純?cè)鍪?21.2 億元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。在品種育成后栽培技術(shù)配套研究與示范推廣方面在業(yè)內(nèi)起到了引領(lǐng)作用。     4．創(chuàng)建了以示范園帶動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)、發(fā)放技術(shù)圖書(shū)資料和媒體專欄節(jié)目傳播等傳統(tǒng)方式與寒富蘋果技術(shù)網(wǎng)站（http://www.lastb.cn/service/kuandian/）及手機(jī)微信平臺(tái)（lnpg1314）等現(xiàn)代手段相結(jié)合的高效技術(shù)服務(wù)體系，培訓(xùn)果農(nóng)6.8 萬(wàn)人次，整體加強(qiáng)了果農(nóng)安全生產(chǎn)意識(shí)，提升了優(yōu)質(zhì)高效栽培管理技術(shù)水平，帶動(dòng)30余萬(wàn)人就業(yè)。培養(yǎng)果樹(shù)學(xué)高級(jí)專業(yè)人才40 余名。取得了良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益，成為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的成功案例。

針對(duì)珍稀的植物材料，通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)進(jìn)行高效繁育，獲得優(yōu)良性狀并固定，提高珍稀資源植物生長(zhǎng)效率、成活率和活性成分含量，為實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、大規(guī)模種植和深度開(kāi)發(fā)珍稀資源植物提供種源保障，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和高新醫(yī)藥企業(yè)GAP基地建設(shè)所需的高品質(zhì)種源解決方案之一。 植物的繁殖方式有無(wú)性繁殖和有性繁殖兩種。無(wú)性繁殖通常是種植散戶自己留種繁殖，沒(méi)有優(yōu)選更新，種質(zhì)易退化，影響資源植物的質(zhì)量和產(chǎn)量。同時(shí)還存在著繁殖周期長(zhǎng)，效率低，耗種量大等問(wèn)題，很難滿足高效率的大規(guī)模種植的需要。有性繁殖過(guò)程中，一是種子能繁育的，可以育苗后移栽，但沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)選的品種種苗的質(zhì)量會(huì)存在著不穩(wěn)定，品質(zhì)差異較大的問(wèn)題。另一種是種子無(wú)胚乳，在自然狀況下萌發(fā)率極低，甚至不萌發(fā)，因此，種子繁育存在著十分困難的技術(shù)障礙。 體細(xì)胞克隆技術(shù)在無(wú)菌環(huán)境下，用少量的珍稀植物活體材料在優(yōu)化的培養(yǎng)基上進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)、繁殖，快速生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、大量的種苗，可以實(shí)現(xiàn)珍稀資源植物的規(guī)模化生產(chǎn)，解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和高新醫(yī)藥企業(yè)GAP基地建設(shè)中種源問(wèn)題，為珍稀資源植物的深度開(kāi)發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

成果描述：項(xiàng)目把現(xiàn)代生物工程技術(shù)與傳統(tǒng)釀造發(fā)酵技術(shù)相結(jié)合，利用自轉(zhuǎn)化育種功能性菌株及各種釀酒發(fā)酵有益菌株，研制開(kāi)發(fā)出各類新型微生物菌劑，既可有效利用和降低各類白酒生產(chǎn)原材料中殘余淀粉含量，提高釀酒原料的利用率，增加出酒率，減少?gòu)U棄丟糟的排放；還可根據(jù)不同人群飲食文化的嗜好，采用不同微生物菌種配合和工藝改造，生產(chǎn)出具有不同風(fēng)格特點(diǎn)的新產(chǎn)品類型，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)保效益的和諧統(tǒng)一。市場(chǎng)前景分析：本項(xiàng)目成果技術(shù)應(yīng)用覆蓋生物工程、生物化工、食品釀造等工程技術(shù)領(lǐng)域。由于核心技術(shù)是淀粉質(zhì)材料的高效利用和酒精成分、風(fēng)味物質(zhì)的有效生成，因而相關(guān)技術(shù)成果適用于不同規(guī)模白酒發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)以及各類釀造食品及發(fā)酵飲料等傳統(tǒng)和現(xiàn)代釀造生產(chǎn)企業(yè)選擇性使用。本項(xiàng)目已在部分企業(yè)得到生產(chǎn)規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)品市場(chǎng)前景良好。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：針對(duì)各種原料的專用釀酒微生物制劑系列，為淺褐色粉粒，分別含多種高活性釀酒酶類和各種香型生香酵母，100斤糧食出酒率為50度白酒80-120斤。年產(chǎn)300噸，年銷售收入300萬(wàn)元。國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。