近日,山東省科技廳公布了2017年度山東省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室績(jī)效評(píng)選結(jié)果,在54家接受評(píng)估的省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中,依托青島能源所建設(shè)的“山東省能源生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”被評(píng)為10家優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室之一。
實(shí)驗(yàn)室目前由研究所12個(gè)科研團(tuán)隊(duì)組成,科研方向包括植物代謝工程、作物分子育種、微藻生物技術(shù)、海洋生物與碳匯、生物燃?xì)饧夹g(shù)、單細(xì)胞技術(shù)等多個(gè)研究領(lǐng)域。近三年間實(shí)驗(yàn)室在Nature Communications、Cell Host Microbe、Plant Cell、Metabolic Engineering等領(lǐng)先期刊發(fā)表SCI收錄論文177篇,申請(qǐng)發(fā)明專利80項(xiàng),授權(quán)27項(xiàng)。其代表性成果包括:
(1)在纖維素燃料方面,針對(duì)鹽堿邊際土地種植能源植物的關(guān)鍵瓶頸,構(gòu)建了包括252個(gè)野生高抗逆種質(zhì)的芒屬耐鹽堿種質(zhì)資源庫,剖析了纖維質(zhì)合成調(diào)控及耐鹽分子機(jī)制,并于山東省昌邑市柳曇鎮(zhèn)建立了150畝鹽堿地的高產(chǎn)纖維類芒草示范基地,為黃河三角洲鹽堿地生態(tài)修復(fù)奠定了技術(shù)基礎(chǔ);針對(duì)木質(zhì)纖維素高值轉(zhuǎn)化瓶頸,開展了梭菌纖維小體分子機(jī)制研究,構(gòu)建了基于產(chǎn)纖維小體高溫梭菌的全菌催化劑,完成了“一鍋法”糖化發(fā)酵平臺(tái)的中試放大示范(年處理100噸秸稈),基于此與青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)合作產(chǎn)業(yè)化海洋微藻發(fā)酵生產(chǎn)DHA,年產(chǎn)能1000噸DHA藻油(國(guó)內(nèi)最大規(guī)模),獲2016年山東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng);于青島平度南村鎮(zhèn)建設(shè)年處理7萬噸農(nóng)業(yè)秸稈生物天然氣產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,以平度周邊地區(qū)秸稈和蔬菜尾菜等為主要原料,年產(chǎn)生物質(zhì)天然氣660萬立方米,固體有機(jī)肥2.4萬噸,液體有機(jī)肥2.2萬噸,每年消納玉米秸稈7萬噸,蔬菜尾菜廢棄物4萬噸。
(2)在微藻生物燃料方面,利用藍(lán)細(xì)菌,構(gòu)建了直接利用太陽能和二氧化碳生物合成乙醇、乙烯、蔗糖、脂肪烴能源化工產(chǎn)品的系列基因工程株,產(chǎn)量均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平;揭示了工業(yè)真核微藻產(chǎn)油性狀的進(jìn)化與調(diào)控機(jī)制,建立了微擬球藻基因組編輯與基因敲低技術(shù),使得成為首個(gè)基因組上每個(gè)位點(diǎn)均可正向與反向遺傳工程的工業(yè)產(chǎn)油微藻;首次報(bào)道易采收和耐污染的高產(chǎn)油黃絲藻,開辟了從絲狀藻中獲取能源微藻的新途徑,進(jìn)而首次提出微藻生物膜貼壁培養(yǎng)方法及光強(qiáng)稀釋的反應(yīng)器設(shè)計(jì)原理,并完成了200m2中試,產(chǎn)率達(dá)40-60g/m2/d (目前業(yè)界最高)。
(3)在生物資源挖掘共性技術(shù)方面,提出“拉曼組”概念,建立了基于單細(xì)胞拉曼成像的非標(biāo)記、全景式、單細(xì)胞精度、快速的細(xì)胞功能鑒別、分選與測(cè)序技術(shù)體系;在生物大數(shù)據(jù)方面,“微生物組大數(shù)據(jù)搜索引擎(MSE)”獲評(píng)“2016年中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)十大進(jìn)展”,并獲省科技廳授牌“科技領(lǐng)軍人才創(chuàng)新工作室”支持。這些跨學(xué)科工作建立了具有國(guó)際特色與影響力、以“儀器創(chuàng)新”和“大數(shù)據(jù)技術(shù)”為核心支撐的能源生物資源全流程研發(fā)鏈條。

圖:山東省能源生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)成果
未來山東省能源生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,將按照“開發(fā)、流動(dòng)、聯(lián)合、競(jìng)爭(zhēng)”的要求,進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和條件,凝聚優(yōu)秀科技人才隊(duì)伍,積極承擔(dān)國(guó)家和省重大科研任務(wù),為山東省“產(chǎn)學(xué)研”融合創(chuàng)新做出更多貢獻(xiàn)。(文/孫明明 韓波 平濤 圖/孫明明 韓波)