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浒苔降解过程中颗粒有机碳、氮释放及相关微生物种群丰度变化研究
1
作者 赵苗苗 毕蓉 +6 位作者 李鸿妹 宋欣荣 黄圣荣 冯秀婷 张海龙 李莉 赵美训 《渔业科学进展》 北大核心 2025年第2期64-75,共12页
我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮,数百万吨浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前,对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitr... 我国黄海海域已连续18年暴发浒苔(Ulva prolifera)绿潮,数百万吨浒苔在绿潮消亡阶段沉降入海并向海水中释放大量有机质。目前,对于量化浒苔降解过程中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、颗粒有机氮(particulate organic nitrogen,PON)的释放及其微生物调控机制的相关研究亟待开展。本研究选择浒苔为对象,设置2种降解密度(1 g/L、5 g/L),研究90 d降解过程中的POC和PON浓度、POC︰PON及微生物丰度的变化特征,并探究微生物丰度与POC、PON浓度及其比值的相关关系。结果显示,90 d降解过程中POC浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(90.17±24.77)和(219.99±45.11)μmol/L]、PON浓度[1 g/L与5 g/L处理组峰值分别为(16.15±0.71)和(23.20±7.16)μmol/L]变化显著。POC、PON浓度随时间变化规律不同:前60 d,POC和PON浓度均先上升后下降;第60~90天,POC浓度持续下降约49%,而PON浓度上升约430%。浒苔降解初期POC︰PON升高,表明此时氮的释放滞后于碳;随后,POC︰PON下降,与微生物对氮的固定以及呼吸作用消耗碳有关。微生物丰度与POC、PON浓度显著相关,表明微生物对浒苔降解过程中POC、PON释放具有重要作用。降解密度对POC、PON浓度有显著影响,5 g/L处理组POC、PON浓度约为1 g/L处理组的2~3倍,且5 g/L处理组达到峰值所需时间较长。本研究厘清了浒苔降解过程中POC、PON的释放特征,明确了微生物丰度变化与POC、PON含量及二者比值变化的关系,为深入探究浒苔降解过程中微生物对POC、PON释放的调控机制以及POC、PON降解机制提供了研究基础。 展开更多
关键词 浒苔降解 降解密度 微生物丰度 颗粒有机碳 颗粒有机氮
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木质纤维生物质熔盐水合物预处理机理及应用研究进展
2
作者 董立靖 高玉发 +2 位作者 于光 王海松 李滨 《中国造纸学报》 北大核心 2025年第1期19-28,共10页
预处理可以打破木质纤维生物质的天然抗降解屏障,促进其更高效的转化和利用。本文概述了传统预处理方法的优缺点,并综述了较新的熔盐水合物(MSH)预处理的方法机理和应用研究进展。对MSH预处理方法的特点、反应过程和原理,以及预处理效... 预处理可以打破木质纤维生物质的天然抗降解屏障,促进其更高效的转化和利用。本文概述了传统预处理方法的优缺点,并综述了较新的熔盐水合物(MSH)预处理的方法机理和应用研究进展。对MSH预处理方法的特点、反应过程和原理,以及预处理效果的影响因素等进行了归纳总结,讨论了MSH预处理的优势及挑战,并对其未来研究和应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 木质纤维生物质 熔盐水合物 预处理 反应机理
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生物转化一碳化合物原料产油脂与单细胞蛋白研究进展 被引量：1
3
作者 赵亮 李振帅 +6 位作者 付丽平 吕明 王士安 张全 刘立成 李福利 刘自勇 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1300-1318,共19页
一碳化合物是一类产生于自然界或工业过程中的液态或气态物质,其具有来源广泛、价格低廉、可持续生产的优势,有望成为新一代生物制造关键原料,包括液态的甲醇、甲酸,以及气态的CO_(2)、CO、CH_(4)等。在生物制造蓬勃发展的背景下,通过... 一碳化合物是一类产生于自然界或工业过程中的液态或气态物质,其具有来源广泛、价格低廉、可持续生产的优势,有望成为新一代生物制造关键原料,包括液态的甲醇、甲酸,以及气态的CO_(2)、CO、CH_(4)等。在生物制造蓬勃发展的背景下,通过合成生物学手段改造微生物,使之利用一碳化合物高效生产油脂与单细胞蛋白等高附加值产品,降低对粮食、化石资源进口的依赖,成为缓解粮食能源危机的有效战略举措。本文综述了甲基营养型微生物、产乙酸菌以及酵母等微生物通过代谢途径、底盘遗传改造等方法,将一碳化合物转化为高附加值油脂与单细胞蛋白的最新研究进展;介绍了一些通过发酵工艺控制优化分子工程菌株利用一碳化合物的相关研究;同时收集了部分一碳化合物转化相关研究机构或企业的产业化案例。最后,针对一碳化合物利用菌株的代谢通路设计与遗传工具存在的限制问题,以及产乙酸菌与产油微生物之间的能量转化矛盾,展望了未来生物制造油脂与单细胞蛋白的前景和面临的挑战,提出在复杂系统性的生物制造过程中,发展多学科交叉的高效系统集成发酵,以期对一碳化合物的生物转化研究产生推动作用,为攻克目前存在的理论与实践难题提供新思路,并对实际应用与产业化发展提供参考。 展开更多
关键词 一碳化合物 油脂 单细胞蛋白 生物制造 代谢工程 发酵工艺
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利用多层薄层贴壁光生物反应器室外培养螺旋藻的研究 被引量：4
4
作者 唐伟伟 肖尧 +5 位作者 汪辉 刘天中 罗国强 曾娟 吴晓娟 张朝晖 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期26-31,共6页
设计开发一套新型多层薄层贴壁光生物反应器装置,利用其在室外进行螺旋藻(Spirulina sp.)的高密度培养,对适合螺旋藻的工业贴壁介质材料及光稀释倍数进行初步考察和评价。实验结果表明:附着在超细纤维毛巾上的螺旋藻生物量产率(30~60 g/... 设计开发一套新型多层薄层贴壁光生物反应器装置,利用其在室外进行螺旋藻(Spirulina sp.)的高密度培养,对适合螺旋藻的工业贴壁介质材料及光稀释倍数进行初步考察和评价。实验结果表明:附着在超细纤维毛巾上的螺旋藻生物量产率(30~60 g/(m^2·d))要高于附着在植绒材料上的螺旋藻生物量产率(10~40 g/(m^2·d));在实验期间,当光稀释倍数达到10×时,螺旋藻的生物量产率可达到45~60 g/(m^2·d),明显高于2.5×及5×光稀释倍数下的生物量产率;连续培养8 d的螺旋藻平均生物量产率达到30.3 g/(m^2·d),且其营养成分与传统液体培养的螺旋藻营养成分一致。上述结果为该反应器的规模化应用提供支持。 展开更多
关键词 螺旋藻(Spirulina sp.) 贴壁培养 光生物反应器 生物量产率
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利用响应面法优化海洋微生物发酵产角鲨烯的研究 被引量：2
5
作者 王晓龙 谭延振 +3 位作者 候路宽 崔球 宋晓金 李文利 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期89-95,共7页
采用响应面法对海洋微生物Pseudozymasp.SD301发酵产角鲨烯培养条件进行优化。在单因素实验结果的基础上,通过Design-Expert软件对葡萄糖浓度、接种量、培养温度、装液量进行4因素响应面实验设计,以角鲨烯产量为响应值,优化菌株Pseudozy... 采用响应面法对海洋微生物Pseudozymasp.SD301发酵产角鲨烯培养条件进行优化。在单因素实验结果的基础上,通过Design-Expert软件对葡萄糖浓度、接种量、培养温度、装液量进行4因素响应面实验设计,以角鲨烯产量为响应值,优化菌株Pseudozymasp.SD301的培养条件,并验证响应面预测值与实测值的一致性。结果表明,在葡萄糖浓度为67.2g·L-1、接种量为1.5%、培养温度为26℃、装液量在41mL/250mL的最优培养条件下,角鲨烯产量为1.152g·L-1,比出发条件提高了3.62倍,实测值与响应面预测值吻合良好。 展开更多
关键词 角鲨烯 发酵优化 PLACKETT-BURMAN 响应面优化
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基于开放池培养的微藻生物柴油经济成本分析 被引量：9
6
作者 杨艳丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期295-304,共10页
通过广泛的文献调研和专家咨询，构建微藻生物柴油经济成本估算模型，依据中国市场行情对基于开放池培养的微藻生物柴油经济成本进行估算分析。结果表明：目前中国基于开放池培养的微藻生物柴油理论成本可达4．2-5．9万￥／t，其中土地... 通过广泛的文献调研和专家咨询，构建微藻生物柴油经济成本估算模型，依据中国市场行情对基于开放池培养的微藻生物柴油经济成本进行估算分析。结果表明：目前中国基于开放池培养的微藻生物柴油理论成本可达4．2-5．9万￥／t，其中土地、营养盐、碳源以及设备折旧占较高比例，分别为25．50％、19．29％～27．04％、14．01％。19．65％和9．96％-14．13％。从技术环节看，79．44％～85．16％的经济成本集中于养殖环节。提高微藻生长率、油脂含量和碳吸收率，增强其对环境的适应能力以及寻找低成本的碳源和营养盐源是降低微藻生物柴油经济成本的主要途径。 展开更多
关键词 开放池 微藻培养 生物柴油 经济成本
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微藻合成生物技术发展总结与展望:从底盘细胞到光合生物制造 被引量：2
7
作者 栾国栋 张杉杉 吕雪峰 《生物学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期22-25,共4页
光合生物制造技术是一种全新的生物制造模式,其以光合微藻为底盘,将太阳能和二氧化碳在单一过程、单一平台直接转化为生物燃料和生物基化学品,可以同时起到固碳减排和绿色生产的效果。光合生物制造技术走向工程化、规模化、产业化推广... 光合生物制造技术是一种全新的生物制造模式,其以光合微藻为底盘,将太阳能和二氧化碳在单一过程、单一平台直接转化为生物燃料和生物基化学品,可以同时起到固碳减排和绿色生产的效果。光合生物制造技术走向工程化、规模化、产业化推广和应用,技术核心是开发生长速度快、合成效率高、工业属性强的高效能光合细胞工厂以及与之适配的过程工程技术体系,而技术取得突破的基础和关键则是优质微藻底盘细胞的开发。从微藻底盘细胞的基因组编辑和调控、微藻代谢网络的优化重塑与定向扩展、微藻光合细胞工厂工业应用属性的优化这3个层面,介绍如何应用合成生物学工具和策略开发"可编辑、可控制、可应用"的微藻底盘细胞和光合细胞工厂,进而推动光合生物制造技术在工业环境下的成功应用。 展开更多
关键词 微藻 合成生物技术 底盘细胞 光合细胞工厂 光合生物制造
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纤维小体在合成生物学中的应用研究进展 被引量：4
8
作者 冯银刚 刘亚君 崔球 《合成生物学》 CSCD 2022年第1期138-154,共17页
纤维小体是一种高效降解木质纤维素的多酶复合体,主要由自然界中一些梭菌纲厌氧细菌合成及分泌。纤维小体具有模块化、多样化、自组装、协同高效、底物自适应等特征,与合成生物学的工程化策略非常吻合,近年来在生物技术特别是合成生物... 纤维小体是一种高效降解木质纤维素的多酶复合体,主要由自然界中一些梭菌纲厌氧细菌合成及分泌。纤维小体具有模块化、多样化、自组装、协同高效、底物自适应等特征,与合成生物学的工程化策略非常吻合,近年来在生物技术特别是合成生物技术中得到了大量的应用。本文简要介绍了纤维小体的基本架构和高效作用机制,从不同的方面综述了纤维小体在合成生物学研究中的应用研究进展,包括人工纤维小体、底物通道与合成代谢通路构建、细胞表面展示与酶固定化、仿纤维小体设计与构建等。并对纤维小体当前研究的热点问题及其在合成生物学中的应用方向进行了展望,可以预见,基于纤维小体研究所获得的多种蛋白质元件以及建立的工程化策略将在合成生物学中发挥重要作用。 展开更多
关键词 纤维小体 模块化 自组装 协同作用 多酶复合体 分子机器
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一种经济高效温和的生物质预处理新方法——动态挤压法
9
作者 王海松 刘超 牟新东 《生物产业技术》 2013年第3期61-65,共5页
目前阻碍木质纤维原料生化转化为能源、材料或高附加值化学品的关键瓶颈问题是缺乏经济高效的生物质预处理及组分分离技术.本研究利用自行设计的动态挤压设备协同廉价化学药剂共作用处理玉米秸秆,通过挤压机对秸秆纤维的剪切、撕裂作用... 目前阻碍木质纤维原料生化转化为能源、材料或高附加值化学品的关键瓶颈问题是缺乏经济高效的生物质预处理及组分分离技术.本研究利用自行设计的动态挤压设备协同廉价化学药剂共作用处理玉米秸秆,通过挤压机对秸秆纤维的剪切、撕裂作用及化学脱木质素行为,解决传统单一物理或化学预处理方法能耗高、效率低及组分分离困难等问题,提高了纤维质生物转化的活性,降低预处理及组分分离过程的成本.与传统预处理工艺相比,整个过程用水量少、条件温和、能耗低,对后续生物转化过程有抑制作用的副产物生成量少,设备简单、易维护、易放大,具有良好的工业化前景. 展开更多
关键词 预处理方法 生物质 动态挤压法 经济 木质纤维原料 化学药剂 组分分离 挤压设备
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富油微藻——尖状栅藻生物质生产与奶牛场废水处理相结合的效果研究 被引量：10
10
作者 高保燕 沈丹丹 +4 位作者 何思思 万凌琳 刘天中 李爱芬 张成武 《可再生能源》 CAS 北大核心 2014年第5期673-679,共7页
尖状栅藻（Scenedesmus acuminatus）是一株新近分离的富含油脂淡水绿藻，分别选用4种不同NaNO3初始浓度的BG－11培养基和4种不同浓度的奶牛场废水，在φ3．0 cm柱状光生物反应器中对其进行培养。试验结果显示，在BG-11培养纰中，NaNO... 尖状栅藻（Scenedesmus acuminatus）是一株新近分离的富含油脂淡水绿藻，分别选用4种不同NaNO3初始浓度的BG－11培养基和4种不同浓度的奶牛场废水，在φ3．0 cm柱状光生物反应器中对其进行培养。试验结果显示，在BG-11培养纰中，NaNO，初始浓度为6．0mmol／L时尖状栅藻的生物量最大，达到9．5 g／L；3．6mmol／L时总脂含量最高，为藻体干重的62．6％。在废水培养组中，100％废水培养时藻生物量最大，达到12．2g/L；25％的废水培养时总脂含量最高，为藻体干重的62．4％；尖状栅藻的脂肪酸碳链长度为14～18 C，与石化柴油的平均碳链长度十分相近；在培养过程中该藻能有效地去除废水中的氮和磷．去除效率分别达到93．2％和99．4％。利用奶牛场废水培养富含油脂的尖状栅藻（S．acuminatus）不仅能够有效去除废水中的氮和磷等营养成分，还能为生物柴油生产提供有价格竞争优势的原料。 展开更多
关键词 尖状栅藻 奶牛场废水 油脂 单位体积产率 生物柴油
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CO2辅助好氧菌煤炭脱硫工艺的实验 被引量：6
11
作者 王瑞 刘自勇 +5 位作者 王琪 彭翠娜 陈中合 李福利 王晓龙 杨成 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期526-533,共8页
生物脱硫技术具有环境和过程友好等特点,在煤炭脱硫领域具有重要的应用开发前景。本文主要研究了嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)混合菌群对高硫煤生物的脱硫工... 生物脱硫技术具有环境和过程友好等特点,在煤炭脱硫领域具有重要的应用开发前景。本文主要研究了嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)混合菌群对高硫煤生物的脱硫工艺,分别考察了空气氧化环境、CO2辅助气氛下的脱硫效果。实验结果表明,A.ferrooxidans和A.thiooxidans混合菌群在空气氧化环境下具有良好的脱硫能力,两种嗜酸好氧菌表现出一定的协同作用,无机硫脱除率可达70%;而CO2辅助能够显著提高有氧条件下菌群的脱硫效率,无机硫脱除率可达90%以上。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱技术(XPS)等表征手段对脱硫后的煤炭结构变化和发酵脱硫机制进行研究,引入的CO2一方面为两种好氧菌在发酵条件下提供碳源,促使菌群快速生长增殖;另一方面部分CO2溶于水使发酵溶液中碳酸根离子浓度发生改变,实现降低发酵脱硫产物黄钾铁矾在煤粒表面的沉积密度,促进生物脱硫过程的进行。 展开更多
关键词 生物脱硫 氧化亚铁硫杆菌 氧化硫硫杆菌 二氧化碳 混合共培养 煤
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微乳化生物柴油的制备及其性能研究 被引量：3
12
作者 初宁宁 马玉久 +3 位作者 王建勋 侯同刚 张跃冬 王利生 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第2期46-49,共4页
微乳化生物柴油是一种比生物柴油更节能环保的绿色能源,其工业化应用有重大经济意义。现有技术中微乳化生物柴油研究存在稳定性差、保存周期短等缺点,本研究的目的是提供一种透明、稳定、燃烧热值高的微乳化生物柴油。通过对非离子型表... 微乳化生物柴油是一种比生物柴油更节能环保的绿色能源,其工业化应用有重大经济意义。现有技术中微乳化生物柴油研究存在稳定性差、保存周期短等缺点,本研究的目的是提供一种透明、稳定、燃烧热值高的微乳化生物柴油。通过对非离子型表面活性剂EL12、两性离子表面活性剂卵磷脂和阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶的复配,发现:1.3%EL12,0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶复配的微乳化生物柴油具有较好的稳定性,其燃烧热值高于纯生物柴油,且其粘度、pH值、氧化安定值等物理特性符合国家柴油机燃料调和用生物柴油标准。 展开更多
关键词 生物柴油 两相乳液 物理特性 稳定的
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生物乙烯研究进展 被引量：3
13
作者 孙梦婷 范晓蕾 +2 位作者 郭荣波 邱艳玲 赵晓娴 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期38-45,共8页
乙烯是世界需求量最大的化工原料,被广泛用于制造塑料制品、纺织品及其他化工产品。目前,最常用的生产乙烯的方式是通过石油裂解制备乙烯,但其存在生产成本高、环境不友好等弊端,这为生物乙烯的发展带来契机。生物乙烯合成以CO2或生物... 乙烯是世界需求量最大的化工原料,被广泛用于制造塑料制品、纺织品及其他化工产品。目前,最常用的生产乙烯的方式是通过石油裂解制备乙烯,但其存在生产成本高、环境不友好等弊端,这为生物乙烯的发展带来契机。生物乙烯合成以CO2或生物质等可再生能源为原料,具资源节约、环境友好的优势。描述了生物乙烯合成的两种途径──间接和直接合成途径,着重论述微生物通过乙烯合成酶(EFE)直接合成乙烯的原理,描述了EFE的结构、序列及催化机制,列举了数个工程菌异源合成乙烯的成功案例,提出提高产量的策略,并对微生物制乙烯的发展前景进行展望。 展开更多
关键词 生物乙烯 直接合成 微生物 乙烯合成酶 异源表达
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热纤梭菌在生物质能源开发中的合成生物学研究进展 被引量：5
14
作者 肖艳 刘亚君 +1 位作者 冯银刚 崔球 《合成生物学》 CSCD 2023年第6期1055-1081,共27页
农林废弃物、能源植物、微藻等生物质是唯一同时具备“能源”和“物质”双重属性的可再生资源,在替代不可再生的化石能源方面具有巨大的潜力。木质纤维素生物转化的核心之一在于高效生物催化剂的构建。热纤梭菌是高效降解木质纤维素的... 农林废弃物、能源植物、微藻等生物质是唯一同时具备“能源”和“物质”双重属性的可再生资源,在替代不可再生的化石能源方面具有巨大的潜力。木质纤维素生物转化的核心之一在于高效生物催化剂的构建。热纤梭菌是高效降解木质纤维素的嗜热厌氧菌,是多种木质纤维素生物转化策略的理想底盘菌株,在生物质能源开发中具有重要价值。经过近二十年的研究和开发,针对热纤梭菌已经建立了多种遗传改造技术,并构建了可以生产多种能源分子及化学品的热纤梭菌细胞工厂。本文首先介绍了热纤梭菌及其纤维素降解与利用特性,简述了热纤梭菌的系统生物学研究和遗传改造工具开发的现状,随后重点回顾和总结了热纤梭菌在生产乙醇、丁醇、异丁醇、氢气、乳酸、中/短链脂肪酸酯和可发酵糖等生物能源开发中的合成生物学研究进展。最后对热纤梭菌的合成生物学发展方向进行了展望,并强调了合成生物学技术在未来生物质能源开发中的重要作用。 展开更多
关键词 生物能源 热纤梭菌 纤维素 生物燃料 纤维小体
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面向高效光驱固碳产醇的蓝细菌合成生物技术研究进展 被引量：1
15
作者 孙绘梨 崔金玉 +1 位作者 栾国栋 吕雪峰 《合成生物学》 CSCD 2023年第6期1161-1177,共17页
蓝细菌能够直接利用二氧化碳和太阳能通过光合作用生产乙醇,为提供绿色生物燃料提供了一条有前途的可持续路线。光驱固碳合成乙醇是最具代表性的蓝细菌光合生物制造技术。乙醇并不属于典型的蓝细菌天然代谢物,蓝细菌产醇细胞工厂的构建... 蓝细菌能够直接利用二氧化碳和太阳能通过光合作用生产乙醇,为提供绿色生物燃料提供了一条有前途的可持续路线。光驱固碳合成乙醇是最具代表性的蓝细菌光合生物制造技术。乙醇并不属于典型的蓝细菌天然代谢物,蓝细菌产醇细胞工厂的构建需要通过向基因组中导入异源的丙酮酸脱羧酶并结合异源/内源醇脱氢酶的过量表达来实现;在过去二十多年间,通过蛋白、途径、底盘、工艺层面的系统优化,蓝细菌产醇细胞工厂的效能得到有效提高,乙醇成为目前产量最高、产率最高、碳流分配率最高的蓝细菌代谢工程产物。本文总结并比较了“蓝细菌生物质炼制产醇”“蓝细菌固碳产糖-产醇”“蓝细菌固碳直接产醇”等三种光驱固碳产醇技术路线,并以构建光合细胞工厂驱动二氧化碳一站式转化为乙醇的技术路线为主,从乙醇合成途径优化与强化、蓝细菌光合碳代谢网络的调节与重塑、代谢网络模型与计算机辅助设计引导细胞工厂构建和优化三个方面对蓝细菌高效光驱固碳合成乙醇的技术发展历程和基本现状进行了介绍,特别是强调了计算生物学、系统代谢工程、生物材料嵌合等研究手段在本领域的应用进展;在此基础上,也从新型底盘开发、高通量筛选技术应用、细胞工厂的稳定性与鲁棒性优化等角度对蓝细菌固碳产醇的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 蓝细菌 光合生物制造 合成生物学 代谢工程 乙醇
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原位电离质谱技术在微生物菌株筛选中的应用进展 被引量：4
16
作者 刘欢 崔球 《合成生物学》 CSCD 2023年第5期980-999,共20页
质谱是一种强大的分析工具,可提供分子量和化学结构信息。它具有高特异性、高灵敏度、快速、普适性、微量和非标记等优点。在合成生物学的“设计-构建-测试-学习”工程化策略中,质谱具有重要的应用潜力。随着质谱仪器及其方法体系的不... 质谱是一种强大的分析工具,可提供分子量和化学结构信息。它具有高特异性、高灵敏度、快速、普适性、微量和非标记等优点。在合成生物学的“设计-构建-测试-学习”工程化策略中,质谱具有重要的应用潜力。随着质谱仪器及其方法体系的不断发展,质谱,特别是原位电离质谱技术,已经成为检测和筛选微生物菌株的重要工具。它能够获取完整的细胞代谢表型,用于合成生物学中的“测试”环节高通量筛选和成像。本文重点介绍了经典的基质辅助激光解吸/电离质谱技术和基于电喷雾、激光和等离子体的原位电离质谱技术的工作机制。此外,还综述了这些质谱技术可以在无需样品预处理的情况下直接检测完整的微生物细胞,以及在微生物突变文库的高通量筛选和活微生物菌落的质谱成像方面的研究进展。最后,总结了原位电离质谱技术在合成生物学中的应用。原位电离质谱技术具有微量、无标记、高通量、普适性、高灵敏度等特点,将在合成生物学“测试”环节的高通量筛选装备中发挥重要作用。 展开更多
关键词 原位电离质谱技术 微生物菌株 细胞代谢表型 高通量筛选 合成生物学
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工业丝状真菌土曲霉合成生物技术研究进展及展望 被引量：8
17
作者 黄雪年 唐慎 吕雪峰 《合成生物学》 2020年第2期187-211,共25页
丝状真菌作为一类重要的微生物,在食品、医药、化工等国计民生领域发挥了重要作用,其合成生物技术的发展已经展示了更大的工业应用潜力。土曲霉是一种非常具有工业生产价值的丝状真菌,是生物基化学品衣康酸和降血脂药物洛伐他汀的工业... 丝状真菌作为一类重要的微生物,在食品、医药、化工等国计民生领域发挥了重要作用,其合成生物技术的发展已经展示了更大的工业应用潜力。土曲霉是一种非常具有工业生产价值的丝状真菌,是生物基化学品衣康酸和降血脂药物洛伐他汀的工业生产菌,展现出了强大的天然产物合成能力和突出的工业发酵性能,具有成为典型性丝状真菌底盘细胞应用于合成生物技术开发的价值。近年来,在土曲霉工业菌株改造与发酵工艺优化、生物合成机制解析等方面都开展了系列的研究,显著推动了其合成生物技术研究的发展。本文综述了土曲霉合成生物技术工具开发、衣康酸和洛伐他汀工业生产菌株改造优化、次级代谢产物生物合成机制解析等方面的最新研究进展,并对土曲霉的合成生物技术应用前景和发展方向进行了展望。挖掘土曲霉底盘细胞在合成生物学研究中的优势,可以更好地拓展合成生物技术的应用。 展开更多
关键词 丝状真菌 土曲霉 合成生物学 细胞工厂 洛伐他汀 衣康酸 天然产物生物合成
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LiBr辅助球磨预处理提升玉米芯木糖渣酶解转化葡萄糖效率的研究 被引量：3
18
作者 张文璐 李海明 +1 位作者 于光 李滨 《中国造纸》 CAS 北大核心 2024年第1期7-14,共8页
本研究以玉米芯木糖渣(CCR)为原料,研究了LiBr辅助球磨预处理促进CCR酶解转化葡萄糖的效果。经单因素分析,LiBr辅助球磨预处理CCR较优的工艺条件为:球磨时间6.0 h、LiBr添加量50%和CCR固体含量80%;此预处理条件下的CCR无需水洗分离LiBr... 本研究以玉米芯木糖渣(CCR)为原料,研究了LiBr辅助球磨预处理促进CCR酶解转化葡萄糖的效果。经单因素分析,LiBr辅助球磨预处理CCR较优的工艺条件为:球磨时间6.0 h、LiBr添加量50%和CCR固体含量80%;此预处理条件下的CCR无需水洗分离LiBr,在保留木质素的情况下实现了CCR的高效酶解;在纤维素酶用量为5 FPU/gCCR的情况下,酶解葡萄糖产率可高达95%。分析表征结果显示,LiBr辅助球磨预处理可高效破坏CCR中纤维素的结晶结构,降低了结晶度,使其具有无定形结构,提高了CCR的孔隙率,从而显著促进了CCR的酶水解。 展开更多
关键词 玉米芯 预处理 溴化锂 球磨 酶解 葡萄糖产率
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基于光合突变池的雨生红球藻优异性状藻株挖掘
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作者 高歌 姜思 +2 位作者 方鲲鹏 卞瑶 王宏伟 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期691-699,共9页
雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生... 雨生红球藻(Haematococcus pluvialis Flotow)是天然虾青素的主要来源,其高成本、低效率的规模化生产难以满足市场需求。建立快速获得优质突变株的筛选策略有助于提高雨生红球藻的种质资源开发效率,获得虾青素高富集的优质藻株。以雨生红球藻NIES-144为出发藻株,通过甲基磺酸乙酯(ethyl methylsufone,EMS)诱变和高光处理获得光合突变池。以叶绿素荧光参数为检测指标能够快速筛选出生长速率和虾青素积累能力发生变化的突变藻株。结果显示,从该光合突变池中随机选取11株藻株的增殖能力和虾青素积累能力均与原始对照株存在不同程度的差异,45%的突变株在增殖能力和虾青素积累能力方面显著优于对照株。该结果表明雨生红球藻的光化学活性与增殖和其虾青素积累能力之间存在着紧密的联系,证实基于光合突变池挖掘优异性状雨生红球藻的策略具有可行性,为微藻优良藻株的获取提供新思路。 展开更多
关键词 雨生红球藻 虾青素 突变株筛选 高光胁迫 叶绿素荧光参数
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K_(2)CO_(3)活化低阶煤和污泥共水热炭制备多孔炭及其对CO_(2)和SO_(2)吸附性能
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作者 宋瑞珍 陈云霄 +3 位作者 杨晓阳 王嘉伟 王宝凤 赵瑞东 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期47-59,共13页
我国低阶煤储量大,低阶煤材料化利用是当前国家重大需求。另外,我国城市污泥排放量逐年增加,高含水率污泥资源化利用至关重要。低阶煤和污泥水热碳化可有效资源化利用原料内的硫氮元素,制备硫氮掺杂水热炭。水热炭孔隙较不丰富,对其进... 我国低阶煤储量大,低阶煤材料化利用是当前国家重大需求。另外,我国城市污泥排放量逐年增加,高含水率污泥资源化利用至关重要。低阶煤和污泥水热碳化可有效资源化利用原料内的硫氮元素,制备硫氮掺杂水热炭。水热炭孔隙较不丰富,对其进行活化造孔可丰富其孔隙结构,制备得到硫氮掺杂多孔炭。选用较为温和K_(2)CO_(3)作为活化剂,探究K_(2)CO_(3)活化不同次烟煤与污泥水热炭制备多孔炭材料的性质,并研究多孔炭对CO_(2)和SO_(2)的吸附性能。结果表明,次烟煤和污泥水热炭经K_(2)CO_(3)活化改性后,硫氮元素含量相较于原来的水热炭均有所减少,多孔炭的比表面积由原水热炭的23.92m^(2)/g增至331.77m^(2)/g,孔体积由原水热炭的0.07cm^(3)/g增至0.23cm^(3)/g。制备的多孔炭对CO_(2)和SO_(2)具有一定的吸附效果,次烟煤与污泥质量比为7∶3,水热碳化温度为160℃时,经700℃K_(2)CO_(3)活化所制备的多孔炭在25℃下,对CO_(2)吸附量为1.56 mmol/g;次烟煤与污泥质量比为1∶1,水热碳化温度为160℃时,所制备的水热炭经活化后,其在吸附温度为120℃时,对SO_(2)的吸附量为52.2 mg/g,且随着水热碳化温度升高,其吸附量有所下降,共水热炭相比于单一水热炭对CO_(2)和SO_(2)的吸附性能更好。研究结果可为低阶煤和污泥清洁高效利用和低成本CO_(2)、SO_(2)吸附剂开发提供理论依据。 展开更多
关键词 低阶煤 污泥 水热碳化 水热炭改性 吸附性能
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