代谢工程方法改造谷氨酸棒状杆菌生产乙偶姻

应用代谢工程方法对Corynebacterium glutamicum ATCC 13032生物合成乙偶姻进行了研究.在C.glutamicum ATCC 13032中导入了Bacillus subtilis 168的乙偶姻合成途径的相关基因als SD操纵子,工程菌株的乙偶姻产量为2.14,g/L.为了增加合成乙偶姻的直接前体物丙酮酸的供给,进一步敲除了丙酮酸脱氢酶复合体E1亚基的编码基因(ace E)和乳酸脱氢酶基因(ldh A),工程菌株的乙偶姻产量提高到5.09,g/L.最后,敲除了工程菌株的2,3-丁二醇脱氢酶基因(but A)以阻断副产物2,3-丁二醇的合成,在优化的溶氧条件下,菌株CGL3在基本培养基中乙偶姻产量提高到8.33,g/L,达到理论得率的51.5%.实验结果表明经过代谢工程改造的C.glutamicum ATCC 13032具有良好的乙偶姻合成能力和应用潜力.     

产丁醇大肠杆菌工程菌的构建

【目的】为了在大肠杆菌(Escherichia coli)中导入改良的丁醇合成途径,使非生产菌株大肠杆菌具备产丁醇的能力。【方法】克隆大肠杆菌乙酰转移酶基因atoB和丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum)丁醇合成途径关键酶基因(crt、hbd、adhE),构建多顺反子表达质粒pSE380-atoB-adhE-crt-hbd;克隆齿垢密螺旋体(Treponema denticola)反式烯酰辅酶A还原酶基因ter,构建表达质粒pSTV29-ter,并将双质粒导入到大肠杆菌。【结果】构建的工程菌能半厌氧发酵产微量丁醇,产量为0.08g/L。【结论】大肠杆菌中的丁醇合成途径导入成功,构建了产丁醇的大肠杆菌工程菌。     

利用重组大肠杆菌生产聚-3-羟基丁酸的研究

利用携带能合成聚-3-羟基丁酸的基因的大肠杆菌E. coli XL1-Blue,优化培养基和培养条件后,进行了补料分批培养.结果表明,重组大肠杆菌E. coli XL1-Blue(pKSS105)的最适培养基为R培养基.在最佳条件下,以葡萄糖为唯一碳源培养工程菌60h后,发酵液中菌体干重达183g/ L,P(3HB)的产量为133.8g/ L,P(3HB)含量为73.1%.实验结果为P(3HB)实际应用提供了可能性的基础.     

生物法合成乙偶姻手性异构体的研究进展

乙偶姻是一种重要的四碳平台化合物,在食品、医药、烟草、化妆品、化工等行业具有广泛的用途,其手性异构体(R)?乙偶姻和(S)-乙偶姻由于具有独特的立体结构,还可用于合成高附加值手性药物、化学中间体、液晶材料。本文综述了近年来利用酶法、全细胞催化法和基因工程菌发酵法制备手性乙偶姻的研究成果,介绍了利用代谢工程、合成生物学等技术在构建基因工程菌株,以及在提高乙偶姻产量、转化率和光学纯度方面所取得的研究进展。最后讨论了目前所存在的问题和难点,以及今后应该重点关注的研究方向。     

多粘类芽孢杆菌同步糖化发酵玉米粉生产(R,R)-2,3-丁二醇

【目的】对多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa的玉米粉同步糖化发酵工艺进行优化,以获得低成本、高效的(R,R)-2,3-丁二醇生产技术。【方法】研究玉米粉浓度、氮源种类和氮源浓度对菌体生长、耗糖能力以及(R,R)-2,3-丁二醇产量、产率、得率和转化率的影响,并在此基础上进一步考察培养基中其它成分对(R,R)-2,3-丁二醇发酵的影响。【结果】优化后的培养基组分为玉米干粉140g/L,酵母粉30g/L,Na_2HPO_4 3g/L,KH_2PO_43g/L,(NH_4)2SO_42g/L,MgSO_40.8g/L,微量元素溶液2mL/L。使用优化后的培养基进行同步糖化发酵,发酵50h后(R,R)-2,3-丁二醇产量达到56.28g/L(光学纯度为98.3%),对葡萄糖的得率为0.44g/g,产率为1.13g/(L·h)。【结论】(R,R)-2,3-丁二醇生产技术低价高效,可为其工业化生产提供参考。     

高密度培养基因工程大肠杆菌生产α-乙酰乳酸脱羧酶

在 30 0 0 L 发酵罐中 ,利用分批补料培养技术高密度培养含分泌型重组质粒 p ETGAU- 10的大肠杆菌TG1,生产α-乙酰乳酸脱羧酶。通过控制发酵条件 ,发酵液的细胞密度 (OD60 0 )可达 30 .5 ,且胞外α-乙酰乳酸脱羧酶活力最高达 890 U .ml- 1 ,达到较为理想的工业化生产的要求。     

敲除iclR基因对大肠杆菌发酵L–色氨酸的影响

为了研究敲除icl R基因对大肠杆菌(Escherichia coli)发酵L–色氨酸的影响,以L–色氨酸工程菌大肠杆菌TRTH为出发菌株,利用Red重组技术构建了icl R基因(编码乙醛酸操纵子阻遏蛋白)缺失菌株TRTHΔicl R.摇瓶发酵实验结果显示:TRTH icl R的L–色氨酸产量和糖酸转化率分别达到(6.52±0.46)g/L和13.17%,,比原菌的分别提高了21.86%,和22.85%,;乙酸累积量为6.82,g/L,比原菌的降低了37.63%.30,L发酵罐发酵实验结果显示:TRTH icl R的L–色氨酸产量及糖酸转化率分别达到(13.01±1.05)g/L和6.51%,,比原菌的下降了60.34%,和68.27%,;乙酸累积量为18.21,g/L,比原菌的增加了33.42%.结果表明:在摇瓶条件下,重组菌株生物量较出发菌株高,代谢流分配适合L–色氨酸积累;但在发酵罐条件下,乙醛酸循环的增强导致重组菌株供能不足和乙酸的过多积累,最终使得生物量不足以及L–色氨酸产量下降.     

瓜氨酸生产相关基因簇在谷氨酸棒杆菌中的组成型表达

构建1种组成型载体并将载体应用在表达瓜氨酸相关基因簇argCJBDF上。通过去除pXMJ19诱导型启动子上游阻遏蛋白lacI基因的方法,构建组成型质粒pXMJ19-lacI,并将谷氨酸棒杆菌中合成瓜氨酸途径的基因簇argCJBDF克隆到改造过的组成型载体中,实现瓜氨酸合成相关基因簇argCJBDF在谷氨酸棒杆菌的组成型表达。结果表明:重组菌在30℃摇瓶发酵72 h后,N-乙酰谷氨酸激酶的酶活达到(0.323±0.015)U/mg,瓜氨酸的产量达到4.33 g/L。成功构建的组成型表达载体,实现了外源基因簇argCJBDF在谷氨酸棒杆菌中的组成型表达。     

重组大肠杆菌利用醋酸及乳酸为碳源合成PHB

以廉价的工业副产物醋酸及乳酸为碳源,对产PHB重组大肠杆菌进行培养,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。将来自Cupriavidusnecator的PHB合成操纵子phaCAB基因簇克隆至pBAD载体,得到产PHB菌株BL21＿pBAD＿phaCAB,以阿拉伯糖为诱导剂,在大肠杆菌中进行重组表达。分别使用LB及M9培养基,对重组菌株BL21＿pBAD＿phaCAB进行培养,研究其生长速度及PHB产量,探索产PHB重组大肠杆菌最适培养基。以添加0.04 g/L乳酸、1.2 g/L乳酸、0.02 g/L醋酸、0.6 g/L醋酸、0.04 g/L乳酸+0.02g/L醋酸、1.2g/L乳酸+0.4g/L醋酸的M9培养基(均含2 g/L葡萄糖)为实验组,以M9培养基(含2g/L葡萄糖)为对照组,考察醋酸及乳酸的添加对重组大肠杆菌生长及PHB产量的影响。分别取第6,12,24和36小时的培养液,分析其葡萄糖、醋酸及乳酸含量的变化。结果表明,低氮型M9培养基更适合产PHB重组大肠杆菌在低糖培养环境中生长。在葡萄糖消耗殆尽后,大肠杆菌能够以醋酸及乳酸为碳源进行代谢,因此在培养基中...     

产丁醇重组大肠杆菌的构建及初步发酵

将丙酮丁醇梭菌ATCC 824丁醇合成途径中分别编码硫解酶(THL)、3-羟基丁酰-CoA脱氢酶(HBD)、巴豆酸酶(CRT)、丁酰-CoA脱氢酶(BCD)和醛/醇脱氢酶(BDH)的关键基因thil、hbd、crt、bcd-etfB-etfA、adhE在大肠杆菌中进行重组表达,构建出3株产丁醇的重组大肠杆菌JM109-99d、DL1346 99d和AFP111-99d。选取摇瓶发酵产丁醇最高(0.52 g/L)的重组大肠杆菌DL1346-99d进行上罐发酵,丁醇产量可达1.07g/L。     

原子核物理课程的教改研究

根据原子核物理课程的特点,从课程内容,教学方式两个方面探讨了原子核物理的教学改革方向.通过合理地设置教学内容、增加实践环节和引入学科前沿等来合理地构造学生的知识架构,提高学生的学习兴趣.通过引入科学的教学方法和评价手段来提高教学效果.     

桂东南马尾松工程幼林生长量及其生物量节律研究

１９９１年～１９９６年,对桂东南马尾松工程幼林的生长量及生物量进行连续的定位定期观测。结果表明：马尾松工程林６年生幼林的林木蓄积量和生物量分别为３６．１６ｍ３／ｈｍ２和３６．８６ｔ／ｈｍ２,分别比常规造林１１年生和不施肥同龄林增加３倍～６倍;揭示了马尾松幼林生长量规律及其影响的主要气象因子,马尾松工程幼林各器官生物量随年龄的变化规律,并分别建立与地径逐月生长量的回归预测模型。     

正烷烃液体云雾最小点火能实验研究

针对可燃液体云雾在化工安全生产过程中爆炸敏感性的问题,进行了正烷烃（正己烷/正庚烷/正辛烷/正癸烷）云雾最小点火能变化特征规律的实验研究.利用自行研发的瞬态云雾浓度粒径测量系统和20 L云雾爆炸参数测量系统分别得到汽、液两相云雾浓度粒径和点火实验测量结果.研究结果表明:正烷烃云雾最小点火能均大于其相应纯气相最小点火能;随着云雾粒径的增加,最小点火能呈指数性增长,在0~40 μm粒径范围内,最小点火能随粒径增加了2个数量级.      

工程仿生领域猪笼草叶笼研究现状及发展趋势

猪笼草叶笼能够捕集昆虫并将其消化成生长所需的营养元素,依据宏/微观形貌结构差异可划分为盖子、口缘、滑移区与消化区等区域。口缘密布楔形盲孔的辐射状沟脊结构可使液膜产生定向移动,滑移区形貌结构呈现抑制昆虫附着、低黏附超疏水等特性,受到学者普遍关注并逐步成为研究热点。从口缘与滑移区在工程仿生领域的研究现状入手,介绍其形貌结构特征与功能特性,重点关注以其为仿生原型制备液膜定向传输、昆虫滑移捕集、超疏水等功能表面的研究进展,并对未来需要关注的研究内容进行分析,从而进一步加深人们对叶笼形貌结构与功能特性的认识,为功能表面仿生研制提供新思路。     

Expression of hepatitis B surface antigen gene (HBsAg) in Laminaria japonica (Laminariales, Phaeophyta)

A transformation model for Laminaria japonica was established from 1993 to 1998, on the basis of which the transgenic kelp with heterologous gene encoding hepatitis B surface antigen (HBsAg) was obtained by using the microparticle bombardment transformation method. Results of quantitative ELISA showed that HBsAg in transgenic kelp was 0.529 μg/mg soluble proteins on average and the highest value was 2.497 μg/mg, implying that recombinant HBsAg had natural epitope. Further support for the integration of HBsAg gene into kelp genome was obtained by PCR-Southern and total DNA hybridization. Prospect of kelp bioreactor producing high value materials such as edible HBV vaccine was discussed as well.     

表面工程的进展与再制造工程

阐述了表面工程的定义、特点以及在生产实践中的应用,指出了表面工程在21世纪的发展方向－－纳米表面工程和复合表面工程,介绍了新兴再制造工程的概念、组成与作用,并指出再制造工程在我国具有广阔的应用前景,工程机械的再制造也大有可为。     

东亚飞蝗体表润湿性测试及疏水机理分析

为探寻用于疏水表面制备的仿生原型,测试了东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)体表典型部位的润湿性。采用扫描电子显微镜和三维形貌干涉仪对体表微形貌结构进行了观测,基于Wenzel模型和Cassie-Baxter模型简要分析了体表典型部位的疏水机理。结果表明,体表不同部位的润湿性呈现差异,其中水滴在内翅表面的接触角相对较大(132.92±4.73)°,在外翅表面的接触角相对较小(119.47±4.32)°,在颈部和口器表面的接触角介于两者之间。外翅表面分布着~100μm级脊状凸起和纳米级蜡质膜层,内翅表面覆盖着毫米-微米级脊状凸起和大量微米-纳米级乳突,颈部和口器表面呈现凹凸起伏的毫米-微米级形貌结构,小区域的颈部和口器表面展现出相当光滑的微形貌。内翅因具有由脊状凸起和乳突构成的复合尺度结构而能使水滴产生CassieBaxter接触状态,从而呈现相对较大的接触角;其他典型部位的表面微形貌结构使水滴产生Wenzel接触状态而呈现相对较小的接触角。研究结果不仅能够量化表征东亚飞蝗体表典型部位的润湿特性,还可为疏水表面结构的仿生制备提供参考。     

工程与工程教育

论述了现代工程活动、工程理念、工程思维、工程哲学、工程管理、工程文化与工程教育的关系,指出了工程教育改革与发展方向.     

八宝景天叶片表面润湿性测试与疏水机理分析

为探寻用于超疏水表面制备的仿生原型,测试了八宝景天(Hylotelephium erythrostictum)叶片表面对水滴的润湿性,采用扫描电镜和三维形貌干涉仪对叶片表面微形貌结构进行观测并提取特征参数,基于Wenzel方程和Cassie-Baxter方程构建模型用以分析叶片表面的疏水机理。结果表明:润湿性随叶片类型的不同而呈现差异,其中新鲜幼叶正、反表面的接触角分别为(147.25±3.79)°和(137.46±4.03)°,新鲜幼叶反面的接触角高达152.54°;叶片表面由排列连续致密且呈椭球形的凸包和交错排列成网状且形貌不规则但可辨别轮廓的蜡质晶体构成,不同类型叶片表面的凸包形貌呈现显著差异但蜡质晶体形貌未有明显区别;幼叶正、反表面的凸包具有相似的高度但分布密度和投影面积显著不同,蜡质晶体层的高度和面积比未有明显差异;微米级凸包和纳米级蜡质晶体的协同作用使叶片表面呈现疏水特性且蜡质晶体发挥关键作用。基于Cassie-Baxter方程构建的模型能够有效揭示叶片表面的疏水机理,并可为超疏水表面的仿生制备提供理论支持。     

岩土工程虚拟场地系统

岩土工程虚拟场地系统是一个包含工程地质、水文等内容的信息平台,这个平台能将岩土工程地质勘查资料信息有效地转化为相应工程问题的计算软件数据模型．为了实现虚拟场地系统,首先对岩土工程设计软件的模式进行总结,之后对建立虚拟场地的数据支撑以及相关地质建模的方法,以及如何从虚拟场地中提取计算模型进行探讨．最后,通过介绍自主开发基于虚拟场地边坡防护系统,验证虚拟场地系统的能力．