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近日，記者從青島農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校副教授李美潔帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用了近十年時(shí)間，對(duì)沼澤紅假單胞菌進(jìn)行系統(tǒng)性研究與工程化改造，使之從一株能夠“吃碳”的光合細(xì)菌，成為能高效合成番茄紅素、蝦青素、異戊二烯等多種高值化合物的“微生物細(xì)胞工廠(chǎng)”，構(gòu)建起以二氧化碳為核心碳源、協(xié)同利用廢棄碳源的新型光合固碳平臺(tái)。

沼澤紅假單胞菌是一種紫色非硫細(xì)菌，天生具有代謝方式多樣、碳源利用廣泛、天然產(chǎn)物豐富的特性。它被廣泛應(yīng)用于廢水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧業(yè)等領(lǐng)域。但在李美潔團(tuán)隊(duì)手中，這株“環(huán)境衛(wèi)士”完成了從傳統(tǒng)應(yīng)用到綠色制造的蛻變。

研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用適應(yīng)性進(jìn)化、隨機(jī)突變、大規(guī)模篩選等策略，選育出高固碳效率的菌株；然后，再通過(guò)基因編輯、篩選、膜工程、代謝工程、培養(yǎng)條件優(yōu)化等多個(gè)合成生物學(xué)技術(shù)，逐步提升菌株的萜烯合成效率，成功構(gòu)建起新型光合細(xì)菌平臺(tái)。該平臺(tái)以二氧化碳為主要原料，同時(shí)協(xié)同利用甘油（生物柴油副產(chǎn)物）、木質(zhì)素（農(nóng)林廢棄物）等廢棄碳源，高效合成番茄紅素、蝦青素、異戊二烯等多種高附加值產(chǎn)物。

值得一提的是，團(tuán)隊(duì)還通過(guò)適應(yīng)性進(jìn)化獲得了耐鹽菌株RPAS-11，能在高達(dá)4.5%的鹽濃度下生長(zhǎng)，為利用海水進(jìn)行開(kāi)放式發(fā)酵、降低生產(chǎn)成本提供了可能。耐鹽機(jī)制研究表明，類(lèi)胡蘿卜素尤其是紫菌紅素的積累，在抗鹽脅迫中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

“我們不僅實(shí)現(xiàn)了番茄紅素產(chǎn)量的突破，還首次在沼澤紅假單胞菌中實(shí)現(xiàn)了蝦青素和異戊二烯的合成，同時(shí)解決了菌株的耐鹽問(wèn)題?！崩蠲罎嵳f(shuō)，相關(guān)成果已發(fā)表在《綠色化學(xué)》《微生物學(xué)前沿》等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上。

記者獲悉，研究團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵技術(shù)專(zhuān)利已經(jīng)以百萬(wàn)元價(jià)格轉(zhuǎn)讓?zhuān)瑒?chuàng)造了山東省“光合固碳”領(lǐng)域單筆專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓金額的新紀(jì)錄。這標(biāo)志著該研究成果正式邁入產(chǎn)業(yè)化階段，為利用工業(yè)廢氣與農(nóng)林廢棄物綠色合成高附加值化合物，提供了可復(fù)制的技術(shù)路徑。

（受訪(fǎng)者供圖）