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在高溫熱泉極端環境烷烴代謝的微生物進化與起源
滇藏熱泉生態系統中蘊含著豐富的微生物資源，包含大量的系統發育位置未知且功能奇特的神秘、新穎的微生物類群。課題組結合宏基因組學測序技術和生物信息學手段從中重構出14個具有甲烷/烷烴代謝能力的微生物基因組（圖1），其系統發育多樣性極高且獨特，廣泛分布于韋斯特古菌門、哪吒古菌門(Nezharchaeota)等TACK超級門中。值得一提的是，該課題組首次于奇古菌門(Thaumarchaeota)中發現其具有產甲烷功能。此前，奇古菌門以其好氧氨氧化能力而為眾人所熟知，而課題組首次對其厭氧狀態下產甲烷能力的發現表明我們目前對此門認知的局限性，神秘的自然界或將遠遠超出我們的認知。此外，組學技術的發展或將指引我們對其進化歷史進行更全面的認知。課題組對這些未知生命的代謝特征進行了揭示，并發現除卻傳統的氫營養型產甲烷菌外，還有多種氫依賴的甲基營養性產甲烷菌，他們可吸收熱泉生態系統中多種甲基底物以完成甲烷的產生（圖2）。通過進化基因組分析，課題組還對古菌祖先的進化起源進行了推測，研究發現對于具有產甲烷能力的微生物類群，其甲烷代謝關鍵基因mcrABG相對較為保守，并無明顯的水平基因轉移時間發生；而對于烷烴氧化的微生物類群，水平基因轉移對其多樣性塑造有著深遠影響。基于甲烷代謝基因的保守性，課題組對其祖先序列進行了序列重構，從而來推測祖先序列的最適生長溫度，結果表明具有mcrABG標記基因的微生物類群或起源于高溫生境（圖3）。另外，由于 TACK和ASGARD超級門中，以及廣古菌門中大部分支系均具有甲烷/烷烴代謝能力，且相應微生物相比其它同支系微生物有著更為悠久的進化歷史，因此，課題組猜測地球早期生命中，古菌的祖先或具有甲烷和烷烴代謝能力。
中山大學
2021-04-13
微生物基因工程可溶性表達及產物后加工新技術
本項目面對行業世界性技術難題，解決大腸桿菌包涵體產物妨礙重組蛋白質藥物生產的問題；建立我國自主知識產權的基因工程表達載體和體系。本項目通過深入了解蛋白質折疊過程、建立了微生物可溶性表達及后加工技術體系，通過多環節調控蛋白質折疊的策略，有效解決大腸桿菌包涵體難題，高效率低成本生產重組蛋白質藥物。在生產環節發明了多種基因工程高效表達和不同層次助溶新技術及其整合；在制備環節發明了基因工程表達產物分離純化及后加工新技術及其集成。本項目獲8件發明專利授權、含1件美國專利，專利全部獲得實施許可。本項目技術在美
南京大學
2021-04-14
海洋環境中病原微生物的分子快速檢測與評價技術
本課題研發用于海洋環境（海水及水產品）中病毒、致病菌等病原微生物、重點針對可能引起人類疾病的細菌和病毒（如總桿菌數、大腸桿菌、糞鏈球菌、產氣莢膜梭菌、銅綠假單孢菌、金黃色葡萄球菌、腺病毒、腸道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、創傷弧菌、沙門氏菌及李斯特菌）快速檢測的分子生物技術，為研制用于這些微生物的現場監測手段和設備奠定理論和技術基礎。檢測方法采用基因芯片檢測、蛋白質檢測和聚合酶鏈式反應（PCR）檢測三種。
南開大學
2021-04-14
一種微生物燃料電池的復合陽極及其制備方法
本發明公開了一種微生物燃料電池的復合陽極及其制備方法。本發明復合陽極為負載季銨鹽為官能 團的聚合物和導電碳粉的活性炭顆粒填料陽極，活性炭顆粒的多孔結構附著面積大、提高了負載量。通 過將用含有負載季銨鹽為官能團的聚合物和導電碳粉的混合液澆鑄活性炭顆粒填料陽極，烘干后即得到 復合陽極。本發明復合陽極在無任何外加 pH 緩沖鹽時，季銨化陰離子交換聚合物作為一種固態 pH 緩 沖物質能加快陰離子傳遞到陽極，避免了陽極 pH 下降導致系統性能的下降。季銨
武漢大學
2021-04-14
微生物診斷血清試劑盒及免疫磁珠分離試劑盒
利用現代分子生物學方法對傳統抗血清制備技術進行改造，突破了過去抗血清生產經驗為主造成的不確定性和不系統性，提高了抗血清制備的技術含量和生產效率。有效去除抗血清中的非特異性抗體，從而實現抗體制備的標準化和規?；a，同時也降低了生產成本。 免疫磁珠分離技術的最突出的優點是特異性強，可以明顯提高檢測的靈敏性，縮短病原體的檢測時間一至數天，并且可從復雜的樣品中直接分離病原體，降低標本中抑制物的干擾，提高靈敏度。 已生產出3種診斷血清產品，包括“致病性大腸桿菌O抗原診斷血清試劑
南開大學
2021-04-14
安全高效微生物綠色飼料添加劑-益生康產業化
一、成果簡介 微生物飼料添加劑(FeedGradeMicrobialAdditives)是藥物保健促生長飼料添加劑的最可行替代方案之一。美國FDA定義為可直接飼喂微生物(DFMS)，又被稱為益生素(Probiotics)、益生菌等。它的核心含義是指攝入動物體內參與腸道內微生物平衡的、具有抑制動物胃腸道有害微生物群落的作用，或增強非特異或特異性免疫功能，具有預防疾病、促進動物生長和提高飼料轉化效率的活性微生物制劑。并可以進一步與其他輔料(如生物活性多肽
中國農業大學
2021-04-14
微生物、植物耦合的水體治理與鹽堿化濕地修復綜合技術
水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。
北京大學
2021-01-12
海洋環境中病原微生物的分子快速檢測與評價技術
本課題研發用于海洋環境（海水及水產品）中病毒、致病菌等病原微生物、重點針對可能引起人類疾病的細菌和病毒（如總桿菌數、大腸桿菌、糞鏈球菌、產氣莢膜梭菌、銅綠假單孢菌、金黃色葡萄球菌、腺病毒、腸道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、創傷弧菌、沙門氏菌及李斯特菌）快速檢測的分子生物技術，為研制用于這些微生物的現場監測手段和設備奠定理論和技術基礎。檢測方法采用基因芯片檢測、蛋白質檢測和聚合酶鏈式反應（PCR）檢測三種。
南開大學
2021-04-13
微生物診斷血清試劑盒及免疫磁珠分離試劑盒
利用現代分子生物學方法對傳統抗血清制備技術進行改造，突破了過去抗血清生產經驗為主造成的不確定性和不系統性，提高了抗血清制備的技術含量和生產效率。有效去除抗血清中的非特異性抗體，從而實現抗體制備的標準化和規?；a，同時也降低了生產成本。免疫磁珠分離技術的最突出的優點是特異性強，可以明顯提高檢測的靈敏性，縮短病原體的檢測時間一至數天，并且可從復雜的樣品中直接分離病原體，降低標本中抑制物的干擾，提高靈敏度。
已生產出 3 種診斷血清產品，包括“致病性大腸桿菌 O 抗原診斷血清試劑盒”、“大腸桿菌 H 抗原全套診斷血清試劑盒”和“志賀氏菌 O 抗原全套診斷血清試劑盒”，共計 147 種高特異性抗體。 經中國 CDC 使用證實，該血清具有反應速度快、特異性強的特點，與日本生研同類血清質量相當，遠優于國內同類產品。繼續在市場調研的基礎上，再進行 11 種改類試劑盒的研發和生產，填補國內外市場空白。
本項目完成后，實施單位將可生產 12 種診斷血清試劑盒（包括前期已完成開發的 3 種），按每個疾控中心每年需求每種試劑盒一套計算，總需求量約 1200 套。此外，進出口檢驗檢疫單位對某些種類的血清亦有一定需求，約為 300 套。按每套試劑盒平均 1 萬元的售價計算，每年的市場可達 1500 萬元。
免疫磁珠分離試劑盒可廣泛應用于臨床檢驗，食品檢驗，水質／環境檢驗，獸藥檢驗等，市場非常之大，現主要的生產商為國外的Dynal 和 Matrix 公司，以 Dynal 公司為例，其每年可創造數十億美元的銷售額。由于依賴進口，國內多家疾病預防控制和出入境檢驗檢疫單位已經向項目實施單位提出了產品的開發意向。該產品研發成本約為每毫升 600 元，銷售價格在每毫升 2000 元左右，顯示了良好的市場前景。
南開大學
2021-04-13
基于微生物群落功能調控的釀造食品品質優化技術
傳統發酵通常采用固態多菌種釀造，其功能微生物組成復雜，其形成的微生態在釀造的過程中一直處于動態的平衡，這種微生態結構與功能的揭示對提升傳統釀造食品的營養價值、風味保持具有重要意義，通過現代的微生態技術，認識釀造微生物群落結構及其功能，并加以理性應用，既是重要的基礎科學問題，又是行業技術升級的關鍵。實驗室長期從事傳統釀造食品的應用基礎研究和產業實踐，與國內的眾多大型釀造企業，如鎮江恒順、瀘州老窖、山西老陳醋、張家界大德釀造、安徽胡玉美等保持著長期的產學研合作。近十多年來，針對白酒、黃酒、醬油（醬）、泡菜等傳統釀造食品，在系統研究釀造微生物功能的基礎上，理性設計功能調控手段，達到傳承工藝特色，穩定發酵生產，提升產品品質的目的。
創新要點
（1）系統建立了復雜釀造微生物群落結構解析和微量代謝產物精確分析的技術體系，解決了妨礙定量研究傳統釀造食品微生物群落結構以及精確其復雜組份的技術難題。
（2）創新了傳統釀造功能微生物高效篩選技術，從傳統食醋等釀造過程中分離獲得近百株背景明確、安全可靠、發酵性能優良的微生物，形成了完備的釀造用菌種庫，包括乳酸菌、醋酸菌、酵母菌、米曲霉等。
（3）首次提出了傳統釀造菌群生物強化策略，構建了釀造微生物群落功能強化技術體系并實現了產業應用，促進了傳統釀造生產的三個可控（釀造微生物群落功能可控、釀造過程可控、產品品質可控）。
江南大學
2021-04-13