【摘 要】
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一碳气体(CO、CO2和CH4等)是重要的碳资源.其来源广泛,包括大型石化、冶炼企业的废气,由含碳物质如煤、石油、天然气以及生物质等气化制备的合成气.近年来钢厂高炉煤气,转炉煤气,合成气等主要成分为一氧化碳,二氧化碳或甲烷的含碳气体发酵技术引入关注.构建能够高效利用含碳气体的人工细胞工厂,实现将其生物转化为石油基化学品,将为解决全球资源和能源问题开辟一条新路,对工业可持续发展具有重大意义.我们选择
【机 构】
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中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所合成生物学重点实验室,上海;中国科学院大学,北京 中
【出 处】
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2016年工业生物过程优化与控制研讨会
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一碳气体(CO、CO2和CH4等)是重要的碳资源.其来源广泛,包括大型石化、冶炼企业的废气,由含碳物质如煤、石油、天然气以及生物质等气化制备的合成气.近年来钢厂高炉煤气,转炉煤气,合成气等主要成分为一氧化碳,二氧化碳或甲烷的含碳气体发酵技术引入关注.构建能够高效利用含碳气体的人工细胞工厂,实现将其生物转化为石油基化学品,将为解决全球资源和能源问题开辟一条新路,对工业可持续发展具有重大意义.我们选择两种重要食气梭菌一扬氏梭菌(C.ljungdahlii)和食一氧化碳梭菌(C.carboxidivorans)展开了系统研究.首先建立了高效的分子工具箱,实现以TargeTron和CRISPR-Cas9技术对基因组的高效编辑,以及以mariner转座子技术对基因组的随机突变以筛选优势表型突变株.以此为基础,通过遗传改造和途径重构,提升了食气梭菌的性能,实现了一系列新产物(丁酸、正丁醇、异丙醇)的合成.同时,通过探索培养基成分和发酵条件优化,进一步提升了菌株的气体发酵能力,在CO和CO2混合气的发酵中,主要产物—有机酸和有机醇的总产量达到6.8 g/L,较原有发酵水平提升一倍以上.
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