地区：上海市 宝山区
关键词：中国科学院天津工业生物技术研究所
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000000036
成果描述：
| 该项目以含碳气体的大宗化学品微生物制造产业为导向，从产业上游的菌种库资源发掘出发，通过自然筛选和人工细胞工厂构建，获取独特优质的菌种资源，拓宽产品线，增加产物附加值；然后，深入探索含碳气体针对性发酵工艺，研制专门的发酵设备，建立并完善产业下游过程，提升目标产物的产量，向产业化目标靠拢。取得的主要成果包括：1.建立了包含可利用含碳气体生长的功能菌株46株，功能菌群8个，气体发酵产物类别涵盖丁二酸、2，3-丁二醇、己醇等产品价值较高化合物。2.找到了3种深刻影响Clostridium. carboxidivorans P7利用含碳气体合成醇类物质的关键金属元素，经过浓度优化后，发酵时对CO的利用率可达到95%以上，正丁醇发酵产物浓度达到4.6g/L，正己醇1.6g/L。3.建立了中试规模的气体生物发酵平台，同上海宝钢气体有限公司联合开展了连续发酵中试运行，完成了5批次共150L规模的发酵实验。成果创新性：完成了利用基因工程技术对模式菌株进行代谢途径改造，通过生物反应器改造，将含碳气体发酵时的菌体浓度提高400%，菌体密度提高了50%，研制成功30L气体发酵专用平台，完成了建立高效的气体封闭循环利用装置，对C. carboxidivorans P7T的合成气发酵培养基进行优化后，提高其正丁醇合成能力达40倍，最高的正丁醇产量达到4.6g/L，并申请了相关发明专利7项。成果独占性：在技术水平上具有独占性，并具有相关知识产权。成果盈利性：通过菌体密度的提高、高效气体循环装置的研制，培养基的优化达到了降低成本的目的，可为含碳气体的生物转化行业带来成本的下降，并具有相关知识产权。成果持续性：在该中国科学院重点部署项目执行期间，研究组已获得国家高技术研究发展计划（863计划）项目“生物质合成气的生物转化关键技术”的支持，并与上海宝钢气体有限公司保持良好的合作关系，同时，研究组在人员、设备配备方面均具备技术储备与持续创新的能力。成果先进性：该项目建立了具有自主知识产权的含碳气体生物转化生产化学品技术体系，成果涵盖微生物菌种及发酵产品资源库，气体生物发酵体系和产物耦合分离纯化工艺。通过自然筛选和基因操作工具箱对功能菌株进行强化改造，丰富了生物合成的产品线，并初具底盘细胞的改造能力，有望搭建起含碳气体发酵的人工细胞工厂；在发酵工艺上，突破技术壁垒，找到了多种深刻影响合成气微生物发酵能力的关键性因素，形成了具有自主知识产权的发酵工艺体系。 |
