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γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性質已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領 域。解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是一株谷氨酸 非依賴型 γ-PGA 合成菌。為了提高其 γ-PGA 產量，項目組采用無痕 基因編輯技術對菌株進行了代謝工程改造。包括三部分：模塊化代謝 通路改造；蔗糖代謝途徑改造；谷氨酸合成途徑改造。 B. amyloliquefaciens LL3 是項目組從發酵食品中分離得到，它能 夠從蔗糖出發合成 γ-PGA。利用模塊化通路改造策略對 γ-PGA 合成 相關的八個代謝通路進行改造包括：γ-PGA 降解相關途徑；細胞呼吸 鏈；胞外蛋白及胞外蛋白酶合成途徑；細菌多糖合成途徑；次級小分 子代謝產物合成途徑；細胞自誘導因子合成途徑；谷氨酸合成途徑以 及 γ-PGA 合成途徑。最終整合獲得的最優基因工程菌株 NK-anti-rocG （敲除了 epsA-O 操縱子（負責胞外多糖合成），sac 操縱子（負責果 聚糖合成），lps（脂多糖合成相關），pta（乙酸合成相關），pgdS（γ-PGA 降解酶），cwlO（細胞壁水解酶），luxS（AI-2 合成）以及表達 anti-rocG sRNA（抑制谷氨酸脫氫酶表達））γ-PGA 搖瓶發酵產量從 3.8 g/L 提高到 11.04 g/L，較對照菌株提高了 2.91 倍。γ-PGA 產物純度也 從 78.6%提高到 95.2%。5-L 罐補料分批發酵實驗得到 NK-anti-rocG 菌株產量可達 20.3 g/L。分子量 450,000 Dal，純度 95%以上。 項目特色： 1. 菌種（Bacillus amyloliquefaciens）LL3 是谷氨酸非依賴型 γ-聚谷 氨酸合成菌株；發酵生產主要原料為蔗糖； 2. 補料分批發酵產量為：20.3 g/L。 3. 授權專利號為：ZL200810053900.7 市場應用前景： γ-聚谷氨酸（Poly-γ-glutamic acid）是一種重要的天然聚合物，由 于其具有良好的性質已被廣泛應用于食品，化妝品，醫藥，材料等領 域。本項目采用谷氨酸非依賴型 γ-聚谷氨酸合成菌做為發酵菌種，以 蔗糖為原料發酵法生產 γ-聚谷氨酸，可產生巨大的經濟效益和社會效 益。

已有樣品/n微生物法生產天然香料α-松油醇技術?！　〕晒喗椋害?松油醇(FEMA 3045)有穩定的丁香花、鈴蘭花等花香香氣，是我國重要的出口香料品種，可用于調配檸檬、甜橙、桃子、柑橘等食用香精。α-松油醇天然存在于柑橘精油、松節油、桉葉油、迷迭香油等多種植物精油中，但在精油中的天然含量一般較低，因而實際使用的α-松油醇主要來源于化學合成。本成果突破現有技術以化學合成法生產α-松油醇的技術瓶頸，提供一種微生物法生產香料α-松油醇的方法，通過該法生產的香料屬于天然香料，克服了化學合成法存在的安全性問

一、成果簡介 食源性病原微生物目前是威脅我國食品安全的首要風險。通過分子生物學手段可快速、準確、廉價的檢測病原微生物，但傳統分子生物學技術在食品微生物檢測中只能做到靶向檢測和事后檢 測，即在例行檢查中只檢測種類有限的常規病原微生物，而不在常規檢測范圍內的病原微生物在爆發食品安全事件后才進行檢測，這種靶向性和后驗性導致食源性病原微生物檢測的遺漏和滯后。另 外，傳統的分子生物學技術一次實

微生物菌制劑處理禽畜糞便，使禽畜糞便無臭味，進一步把大分子有機物發酵降解為小分子有機物，使植物更容易吸收利用。在高溫發酵階段溫度可達60～70℃，經過發酵處理的雞糞變為無病毒、無蟲卵、無害蟲的衛生肥料。變臭糞為綠色食品生產的上等肥料，既改善環境又增加了有機肥資源。特別適合養雞戶多的縣，或者大的養雞廠，具有很高的經濟效益、環境效益。微生物菌制劑凈化養殖水，也可以凈化景觀用水，比如旅游地的湖泊、水庫、河流受到污染，或者城市公園的水富營養化等都可以用本菌制劑治理，達到污水變清、保護水資源的

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

項目成果/簡介: 抗菌肽( Antibacterial peptides) 是由動植物細胞內特定基因編碼，經外界條件誘導產生的一類對細菌、真菌及病毒等微生物具有殺傷作用的多肽?？咕牟煌诳股氐淖饔脵C制?？咕膶毦⒄婢?、病毒和腫瘤等均有作用，尤其對耐藥性細菌有殺滅作用，具有廣譜性。 本項目主要涉及4種不同來源抗菌肽工程菌株以及生產工藝。具體為：美洲擬鰈抗菌肽Pleurocidin、果蠅抗菌肽Metchnikowin、假黑盤菌抗菌肽-菌絲霉素Plectasin以及梭魚娃2-RPLX等4種抗菌肽發酵生產工程菌株及菌株高效發酵生產工藝。 技術指標（創新要點等）： 1. 抗菌肽工程菌株的構建 2. 抗菌肽的分離純化以及活性鑒定； 3. 抗菌肽發酵生產工藝參數及流程。 抗菌肽的生物活性主要有抑制或殺滅細菌作用、抗真菌作用、抗病毒活性、抗寄生蟲作用、免疫調節作用以及抑制或殺傷腫瘤細胞作用。目前主要應用領域包括但不限于作為抗生物替代品用于醫藥產業、飼料工業、食品工業。知識產權類型:生物醫藥新品種技術先進程度:達到國內先進水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

氮、磷過度排放導致的水體富營養化成為全球水環境面臨的挑戰之一，特別是由此引發的藍藻爆發、水體生態功能喪失及飲用水資源危機成為各國政府亟待解決的關鍵問題。如何實現氮磷營養鹽的合理分配和調控，成為防止水體富營養化和構建完善的水體生態系統的核心和關鍵。微生物活化設備照片 同濟大學環境科學與工程學院柴曉利教授團隊研發的水體微生物活化技術，突破了傳統旁通水處理工藝、水生動植物修復技術的不足，通過激活土著優勢菌種，使之快速增殖，打破原有水體微生態平衡，用水體本身容積代替傳統的有限生物反應器，大大增加微生物的增殖空間，充分發揮微生物對污染物的削減能力，改善生態系統賴以生存的透明度、營養鹽等不利條件，重組、完善水體微生態系統，恢復水體自凈能力，最終脫離人工干預回歸自然，具有重要的實際應用意義。 基于微生物調控的水體原位修復技術解決了地表水環境輕度污染水體（富營養化）治理的技術瓶頸，引領了低污染負荷飲用水水源地氮素污染控制技術的發展方向，具有重要的社會環境效益。目前該技術已經獲得相關授權專利11項，在全國十幾個省市30多個水生態修復工程項目中得到了推廣應用，累積項目合同額超過3億元。

抗菌肽( Antibacterial peptides) 是由動植物細胞內特定基因編碼，經外界條件誘導產生的一類對細菌、真菌及病毒等微生物具有殺傷作用的多肽?？咕牟煌诳股氐淖饔脵C制。抗菌肽對細菌、真菌、病毒和腫瘤等均有作用，尤其對耐藥性細菌有殺滅作用，具有廣譜性。 本項目主要涉及4種不同來源抗菌肽工程菌株以及生產工藝。具體為：美洲擬鰈抗菌肽Pleurocidin、果蠅抗菌肽Metchnikowin、假黑盤菌抗菌肽-菌絲霉素Plectasin以及梭魚娃2-RPLX等4種抗菌肽發酵生產工程菌株及菌株高效發酵生產工藝。 技術指標（創新要點等）： 1. 抗菌肽工程菌株的構建 2. 抗菌肽的分離純化以及活性鑒定； 3. 抗菌肽發酵生產工藝參數及流程。 抗菌肽的生物活性主要有抑制或殺滅細菌作用、抗真菌作用、抗病毒活性、抗寄生蟲作用、免疫調節作用以及抑制或殺傷腫瘤細胞作用。目前主要應用領域包括但不限于作為抗生物替代品用于醫藥產業、飼料工業、食品工業。

手性氨基酸作為最重要的原料和中間體，市場規模也越來越大。本項目研發的手性氨基酸包含 L-2-氨基丁酸、D-蘇氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。2-氨基丁酸是一種非天然的氨基酸，是一種重要的化工原料，被用作為多種手性藥物合成中的重要中間體，包括抗結核藥物乙胺丁醇、布瓦西坦和抗癲癇 藥物左乙拉西坦。D-蘇氨酸是天然氨基酸 L-蘇氨酸的光學異構體，是一種非天然氨基酸。主要應用于手性藥物、手性添加劑和手性助劑等領域，在制藥行業作為手性合成的手性源，主要用于生產新型光譜抗生素、D-蘇氨醇和多肽合成過程的蘇氨酸保護劑。L-天冬酰胺是常見的 20 種氨基酸之一，在食品、醫藥、化工合成、微生物培養等領域廣泛應用。L-天冬酰胺可以作為添加劑用于清涼飲料,同時在腫瘤治療及蛋白質糖基化中扮演重要角色。L-天冬酰胺常用于氨基酸輸液，以及具有降壓、平喘、抗消化性潰瘍、胃功能障礙等功能，并可用于治療心肌梗死、心肌代謝障礙、心力衰竭、心臟傳導阻滯、疲勞癥等。此外，L-天冬酰胺也是微生物培養和動物細胞培養重要的添加劑。L-叔亮氨酸是一種非蛋白原的手性氨基酸, 由于叔丁基的空間位阻大, 叔亮氨酸的衍生物可在不對稱合成中作為誘導不對稱的模板。隨著不對稱合成的發展, 叔亮氨酸的應用也非常廣泛。又由于占空間大的叔丁基鏈及其疏水性, 它在多肽的合成中能夠很好地控制分子構象, 增加多肽的疏水性和受酶降解的穩定性, 因此在藥物和生物應用中正迅速地發展, 用于抗癌、抗艾滋病等藥物和生物抑制劑及肽等。

L-甲硫氨酸廣泛應用于飼料業，是家禽飼料中首選的限制性氨基酸。L-甲硫氨酸是強肝解毒劑、促進發育劑，當缺乏時會引起食欲減退。甲硫氨酸廣泛應用于營養補充與畜產飼料，由于甲硫氨酸容易被雞吸收而轉變為雞肉蛋白，在雞飼料中添加甲硫氨酸，可少耗飼料，并使雞肉生長健全。L-甲硫氨酸合成方法主要為化學合成法和微生物發酵法兩種。因化學合成法會產生大量有害物質，微生物發酵法生產甲硫氨酸越來越受到關注。本實驗室以谷氨酸棒狀桿菌為出發菌株，通過代謝工程技術手段進行基因敲除和敲入，以達 到“開源節流”，即增強 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-甲硫氨酸產率，目前中間菌株產率已達 21 mmol/L，具有重要的應用前景。