近日,山東省科技廳公布了2017年度山東省級重點實驗室績效評選結果,在54家接受評估的省重點實驗室中,依托青島能源所建設的“山東省能源生物遺傳資源重點實驗室”被評為10家優秀實驗室之一。
實驗室目前由研究所12個科研團隊組成,科研方向包括植物代謝工程、作物分子育種、微藻生物技術、海洋生物與碳匯、生物燃氣技術、單細胞技術等多個研究領域。近三年間實驗室在Nature Communications、Cell Host Microbe、Plant Cell、Metabolic Engineering等領先期刊發表SCI收錄論文177篇,申請發明專利80項,授權27項。其代表性成果包括:
(1)在纖維素燃料方面,針對鹽堿邊際土地種植能源植物的關鍵瓶頸,構建了包括252個野生高抗逆種質的芒屬耐鹽堿種質資源庫,剖析了纖維質合成調控及耐鹽分子機制,并于山東省昌邑市柳曇鎮建立了150畝鹽堿地的高產纖維類芒草示范基地,為黃河三角洲鹽堿地生態修復奠定了技術基礎;針對木質纖維素高值轉化瓶頸,開展了梭菌纖維小體分子機制研究,構建了基于產纖維小體高溫梭菌的全菌催化劑,完成了“一鍋法”糖化發酵平臺的中試放大示范(年處理100噸秸稈),基于此與青島瑯琊臺集團合作產業化海洋微藻發酵生產DHA,年產能1000噸DHA藻油(國內最大規模),獲2016年山東省科技進步二等獎;于青島平度南村鎮建設年處理7萬噸農業秸稈生物天然氣產業化項目,以平度周邊地區秸稈和蔬菜尾菜等為主要原料,年產生物質天然氣660萬立方米,固體有機肥2.4萬噸,液體有機肥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,利用藍細菌,構建了直接利用太陽能和二氧化碳生物合成乙醇、乙烯、蔗糖、脂肪烴能源化工產品的系列基因工程株,產量均達國際先進水平;揭示了工業真核微藻產油性狀的進化與調控機制,建立了微擬球藻基因組編輯與基因敲低技術,使得成為首個基因組上每個位點均可正向與反向遺傳工程的工業產油微藻;首次報道易采收和耐污染的高產油黃絲藻,開辟了從絲狀藻中獲取能源微藻的新途徑,進而首次提出微藻生物膜貼壁培養方法及光強稀釋的反應器設計原理,并完成了200m2中試,產率達40-60g/m2/d (目前業界最高)。
(3)在生物資源挖掘共性技術方面,提出“拉曼組”概念,建立了基于單細胞拉曼成像的非標記、全景式、單細胞精度、快速的細胞功能鑒別、分選與測序技術體系;在生物大數據方面,“微生物組大數據搜索引擎(MSE)”獲評“2016年中國醫藥生物技術十大進展”,并獲省科技廳授牌“科技領軍人才創新工作室”支持。這些跨學科工作建立了具有國際特色與影響力、以“儀器創新”和“大數據技術”為核心支撐的能源生物資源全流程研發鏈條。

圖:山東省能源生物遺傳資源重點實驗室產業化重點成果
未來山東省能源生物遺傳資源重點實驗室,將按照“開發、流動、聯合、競爭”的要求,進一步提升實驗室環境和條件,凝聚優秀科技人才隊伍,積極承擔國家和省重大科研任務,為山東省“產學研”融合創新做出更多貢獻。(文/孫明明 韓波 平濤 圖/孫明明 韓波)