青島能源所在藍(lán)細(xì)菌光合生物合成乙醇技術(shù)方面取得進(jìn)展

　　近日，青島能源所微生物代謝工程團(tuán)隊(duì)在藍(lán)細(xì)菌光合生物合成乙醇技術(shù)方面取得了系列研究進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)以藍(lán)細(xì)菌集胞藻為底盤藻株，打通了乙醇光合合成路線，實(shí)現(xiàn)了工程藻株中乙醇的合成與分泌。成功優(yōu)化了乙醇合成途徑與底盤藻株的適配性，使乙醇產(chǎn)量提高了50%。

　　乙醇是生產(chǎn)規(guī)模最大、應(yīng)用程度最高的可再生生物液體燃料?，F(xiàn)階段，生物乙醇的主要來源是采用含糖量豐富的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)為原料的生物煉制過程，以“玉米乙醇”最具代表性，然而其“與糧爭地、與人爭糧”的原料供應(yīng)模式引發(fā)了極大的社會(huì)爭議；以木質(zhì)纖維素等農(nóng)業(yè)、林業(yè)廢棄物為原料的纖維素乙醇合成技術(shù)需要消耗大量能量、水和纖維素酶，從而極大地拉高了生產(chǎn)成本。與生物煉制過程相比，通過光合微生物平臺(tái)將二氧化碳和太陽能直接轉(zhuǎn)化為乙醇的技術(shù)路線減少了原材料預(yù)處理、底物提煉過程的損耗，也節(jié)省了對淡水和用地的需求，在經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性上表現(xiàn)出更大的潛力與優(yōu)勢。

　　基于已經(jīng)開發(fā)的藍(lán)細(xì)菌乙醇光合工程藻株，該團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步探索了光合細(xì)胞工廠的擴(kuò)大化培養(yǎng)技術(shù)。光合生物制造通常在戶外、開放式、未滅菌的條件下進(jìn)行，因此經(jīng)常面臨各種模式的生物污染的嚴(yán)重威脅進(jìn)而導(dǎo)致擴(kuò)大培養(yǎng)的失敗。研究人員在進(jìn)行工程藻株的開放式、規(guī)?；囵B(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，其乙醇合成與積累過程受到了微生物污染的嚴(yán)重影響。通過分析和鑒定，確定了乙醇光合合成的主要威脅來源，該菌可以以乙醇為唯一碳源進(jìn)行生長，迅速消耗工程藻株合成的乙醇并在培養(yǎng)體系中大量增殖。通過生理和生化分析，研究人員提出提高培養(yǎng)體系pH值來抑制其侵染并恢復(fù)乙醇光合合成的設(shè)想，并在實(shí)驗(yàn)室柱式反應(yīng)器和戶外薄膜掛袋兩種體系下進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該策略可以有效解決開放式培養(yǎng)過程中的生物污染問題。（左麗媛）