基于大腸桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選育及其代謝調(diào)控研究的開(kāi)題報(bào)告

基于大腸桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選育及其代謝調(diào)控研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景及意義丁二酸是一種具有廣泛應(yīng)用前景的化學(xué)品，主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。目前，丁二酸的工業(yè)生產(chǎn)主要基于化石能源，對(duì)環(huán)境的危害性較大。因此，開(kāi)發(fā)一種可持續(xù)發(fā)展、能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源生產(chǎn)丁二酸的生物過(guò)程具有重要意義。近年來(lái)，利用厭氧菌株生產(chǎn)丁二酸成為了一種新的研究方向?；诖竽c桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選育及其代謝調(diào)控研究，可探索出生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的丁二酸提供一種生物合成的解決方案。二、研究?jī)?nèi)容及方法本研究的主要內(nèi)容是基于大腸桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選擇及其代謝調(diào)控的相關(guān)研究。具體的研究?jī)?nèi)容包括以下方面：（1）AFP111菌株的分離、篩選和鑒定本研究首先將從環(huán)境中采集的厭氧沉積物樣品進(jìn)行培養(yǎng)，并采用平板分離方法，篩選得到丁二酸產(chǎn)量較高的AFP111菌株。然后，通過(guò)形態(tài)學(xué)、生理生化特性、16SrRNA基因測(cè)序等方法進(jìn)行鑒定，確定AFP111為一株丁二酸產(chǎn)量較高的大腸桿菌菌株。（2）AFP111菌株代謝調(diào)控機(jī)制的研究本研究將通過(guò)基因工程手段對(duì)AFP111菌株代謝途徑進(jìn)行調(diào)控，以提高丁二酸產(chǎn)量。主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究：1.優(yōu)化AFP111菌株的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，提高AFP111的生長(zhǎng)與丁二酸產(chǎn)量；2.利用代謝工程技術(shù)，通過(guò)基因敲除和基因表達(dá)等手段調(diào)控AFP111的代謝途徑，以增加丁二酸的合成量；3.建立AFP111菌株的系統(tǒng)生物學(xué)模型，以深入探究其代謝調(diào)控機(jī)制的分子基礎(chǔ)。（3）丁二酸的生產(chǎn)及其應(yīng)用針對(duì)所選育的AFP111菌株及代謝調(diào)控研究結(jié)果，本研究將探索丁二酸的高效生產(chǎn)、提純及其應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)改進(jìn)工藝流程，發(fā)展一種可持續(xù)發(fā)展的丁二酸生產(chǎn)技術(shù)；并研究丁二酸在醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景及集成開(kāi)發(fā)。三、預(yù)期成果通過(guò)本研究，預(yù)計(jì)可以得到以下成果：（1）篩選得到一株高丁二酸產(chǎn)量的AFP111菌株，并進(jìn)行其代謝調(diào)控研究；（2）研究AFP111菌株丁二酸代謝途徑的分子機(jī)制及其調(diào)控機(jī)制；（3）研究生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的丁二酸提供一種生物合成的解決方案；（4）發(fā)展丁二酸的高效生產(chǎn)技術(shù)，并研究其應(yīng)用前景及集成開(kāi)發(fā)。四、研究意義本研究的意義包括：（1）開(kāi)拓生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)性丁二酸提供一種新的解決方案；（2）深入研究AFP111菌株丁二酸代謝途徑的分子機(jī)制及其調(diào)控機(jī)制，為生物合成丁二酸的代謝工程提供理論基礎(chǔ)和方法論；（3）發(fā)展一種可持續(xù)發(fā)展的丁二酸生產(chǎn)技