第一章环境生物技术概述

第一章提纲第一节：环境生物技术内涵、特点、研究范畴

第二节：环境生物技术发展趋势与热点问题第三节：典型环境生物技术简介第一节环境生物技术内涵、特点及研究范畴1.1生物技术1.2环境生物技术源起1.3环境生物技术内涵、特点和研究范畴1.1生物技术○生物技术定义：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预期目标，设计改造生

物体，合成所需产品等●生物技术包括基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等，已广泛应用于衣业、医药、化工、食品、环境保护等领域工业生物技术生物技术Engieeingautoimmunediseasescell

reprogramming医学生物技术1.1生物技术生物技术应用领域环境生物技术植物生物技术农业生物技术食品生物技术动物生物技术第一节环境生物技术内涵、特点及研究范畴1.1生物技术1.2环境生物技术源起1.3环境生物技术内涵、特点和研究范畴1.2环境生物技术源起环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重

大问题土地利用

Nature,2009,461:472毒性大

污染重

威胁健康

损失巨大化工企业排放污水

流域水污染

中国涉工业水污染“癌症村”1.2环境生物技术源起环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重

大问题(如：难降解工业废水处理：世界性难题)1.2环境生物技术源起环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重

大问题(如：我国地表水体水质型缺水问题严峻)1.2环境生物技术源起环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重

大问题(如：我国土壤污染问题严重)Loudi,Hunan:Cr

contamination,

2009Zijing

mine,Fujian:leakageof

copperacidwater,2010Dabao

Mountain,

Guangdong:Cdand

Pbcontamination,

2005Liuyang,Hunan:Cd

contamination,2009Zhuzhou,Hunan:Cdcontamination,

2006Yangzonghai,Yunnan:Ascontamination,2008Environment

International

77(2015)5-15Longjiang

River,Guangxi:Cdcontamination,2012Hechi,Guangxi:Ascontamination,

2008Qujing,Yunnan:Cr

contamination,2011Baoji,Shanxi:lead

poisoning,2009第一节环境生物技术内涵、特点及研究范畴1.1生物技术1.2环境生物技术源起1.3环境生物技术内涵、特点和研究范畴1.3环境生物技术内涵、特点、范畴环境生物技术内涵：诞生于20世纪80年代末期，以高新技术为主体，包括对传统生物技术的强化与创新广义上讲，凡是自然界涉及环境污染控制的、与生物技术有关的技术体系，均可称为环境生物技术狭义上讲，环境生物技术指直接或间接利用生命系统或生物系统某些组成部件的特定功能，建立高效净化环境污染、修复受损生态环境、以及制取有用物质的程技术系统1.3环境生物技术内涵、特点、范环境生物技术特点：三个层次→

第一层次：

以基因工程为主导的现代污染防治生物技术，

如基因工程菌构建、抗污染型转基因植物培育等→第二层次：

生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法，及其在新的理论和技术背景下产生的强化生物处理技术和工艺等◆

第三层次：利用天然(生态)处理系统进行污染治理的技术，如氧化塘、人工湿地系统等，其特点是最大限度地发挥自

然界的生物净化功能1.3环境生物技术内涵、特点、范畴环境生物技术特点：三个层次三个层次中各种工艺与技术之间存在着相互渗透或交叉应用

的现象。为了解决日益严重的环境污染问题，需要配合使用

三个层次的技术，针对不同的问题，采用特定的技术或工艺技

术组合◆

环境生物技术涉及生物技术、工程学、环境学、生态学、地

球化学等多学科领域，是生物技术与环境污染防治工程以及其他工程技术紧密结合形成的交叉领域。因此，既具有较强

的基础理论特征，又具有鲜明的技术应用特点COB,2014,27:79=87生态系统水平群落水平种群水平单细胞水平蛋白、脂类和代谢物水平核酸(DNA&RNA)水平CellIsolationFISHEnzymeactivity

FluxomicsProtein,Lipid

&MetaboliteProtein/Lipididentification

Metabolite

profilingNucleic

Acids(DNA&RNA)WholegenomesequencingTranscriptomics(RNA-seq)CurrentOpinion

in

Biotechnology2012,22/21·A82_AOn环境生物技术特点：宏观→微观EcosystemChemical

analyses

Seismic

and

radar

tomographic

monitoringIsotopechemistry(Modeling,Geology,Hydrology,Metrology)Community1.3环境生物技术内涵、特点、范畴Functional

geneclonelibraries

Phenotypic

microarrayGeoChipqPCRPLFAStableisotope

probingFluorescentantibodyProteogenomicsFISHImmunomagneticseparation

EnzymeactivityRespiration16S

rRNA

clone

libraryRFLPPopulationMetagenomics

PhyloChipRespiration1.3环境生物技术内涵、特点、范畴环境生物技术的主要范畴→

污染控制生物技术(如水、气、固污染防治)→

环境污染生物修复技术(如水体生物修复、土壤生物修复)→

污染预防生物技术(如生物农药、环境友好材料等)环境生物检测/监测技术→

生物处理资源化技术(如有机废水、有机废弃物等)环境生物技术范畴：涉及环境污染控制和生产有用物质(能源、资源)的、与生物技术有关的工程技术(方法、工艺、技术等)1.4本课程的主要内容第1章：环境生物技术概论(王爱杰，3学时)第2章：微生物学基础(庄国强，6学时)第3章：微生物代谢(庄国强，6学时)第4章：基因工程原理(战爱斌，9学时)第5章：酶工程原理(战爱斌，6学时)第6章：环境微生物群落分子检测技术(邓晔，6学时)第7章：环境微生物群落分析方法(邓晔，9学时)第8章：典型环境污染物的生物降解与转化(王爱杰，9学时)第9章：生物处理资源化与能源化(王爱杰，6学时)核心内容：

围绕着环境污染控制的微生物学原理，第二章重点介绍微生物的基础知识，如微生物的形态、

细胞结构及功能。第三章重点介绍微生物的碳代谢与

氮代谢，为理解污染物生物降解转化奠定知识基础第二章、第三章授课教师：庄国强研究员授课时间：3月3日~3月15日1.4本课程的主要内容核心内容：

围绕着环境生物技术广泛采用的基因工程及酶工程的主要方法，第四章重点介绍基因工程概念、基本技术及其生物学原理和技术方法，第五章重点介绍介绍酶的提取与分离纯化、酶分子修饰、酶的

固定化、酶的非水相催化等，从而对分子水平常用的

生物技术及原理建立系统性认识第四章、第五章授课教师：战爱斌研究员授课时间：3月17日~3月31日1.4本课程的主要内容核心内容：在生物群落和生态系统层面上介绍微生物

群落结构与功能解析所需要的相关知识。第六章重点

介绍微生物群落的分子检测技术；第七章重点介绍微

生物分子鉴定和分析技术方法，从而对微生物群落的

分析和应用建立系统性认识第六章、第七章授课教师：邓晔研究员授课时间：4月5日~4月19日1.4本课程的主要内容核心内容：

围绕着环境污染控制的生物学原理与相应

的工艺技术，第八章重点介绍典型的有机/无机污染物

的生物降解转化途径及去除工艺，第九章重点介绍污染

物达标治理过程中实现资源/能源循环利用的生物学原

理及工艺技术，从而对课程的全部知识点建立整体性认

识第八章、第九章授课教师：王爱杰研究员授课时间：4月21日~5月5日1.4本课程的主要内容核酸(DNA&RNA)

水平蛋白、脂类和代谢物水平单细胞水平种群水平第二章、第三章第四章、第五章第六章、第七章群落水平第八章、第九章

生态系统水平1.4本课程的主要内容主要内容之间的相关性1.4课程参考教材《环境生物技术原理与应用》翻译版，(美)Bruce

E.Rittmann,清华大学出版社《EnvironmentalBiotechnology:Theory

andApplication》,JohnWiley

&Sons

Inc,Gareth

M.Evans,JudithC.Furlong.2003《现代环境生物技术(第2版)》,王建龙主编，清华大学出版社，2008第二节环境生物技术发展趋势与热点问题2.1环境生物技术发展趋势2.2环境生物技术热点问题→

1993年，美国《面向21世纪的生物技术》:环境生物技术和医学生物技术并列为重点发展领域→

1995年，美国《21世纪的生物技术：新方向》:农业、

环

境

、生物制造/生物处理和海洋将成为“第二次浪潮”1996年，瑞典制定优先发展战略：生物、信息、材料、环境等8个领域→

日本第三个科技计划：生命、纳米、信息、环境…2.1环境生物技术发展趋势●发达国家：环境生物技术是国家发展战略2.1环境生物技术发展趋势环境科学

环境工程生态学

地球科学能源目前，环境生物技术已渗透到多个学科领域，成为知识创新的重要源头之一2.2环境生物技术热点问题解决重大环境问题凸显出特有的优势◆

超级细菌：降解特定环境污染物→生物菌剂：突发污染事故、环境修复→水质及病原微生物快速诊断：两虫、军团菌、

…→新型污染物监测：生物污染物、非生物污染、

。◎

环境生物技术科技热点问题→环境污染的生物处理技术：废水、废气、固废→环境污染的高通量诊断与监测：生物芯片微生物制剂：突发污染事故→生物调控与污染场地生物修复：土壤、地下水等→污染物转化与资源循环利用生物检测与高通量诊断生物过程优化与调控环保生物新技术、新工艺、新设备高性能污染治理生物制剂、絮凝剂等废弃生物质的资源化及能源化煤炭、烟气、工业废气生物脱硫污染场地生物修复与生态重建十二五生物技术发展规刻》国科发社〔2011日588号我国急需发展的环境生物技术2.2我国环境生物技术热点问题第三节典型环境生物技术简介3.1典型有机污染物生物降解原理与技术3.2典型重金属生物转化/吸附/富集原理与技术3.3土壤/底泥/湿地/地下水生物修复技术3.4废水/废物生物处理资源化与能源化3.1典型有机污染物生物降解原理与技术有机污染物微生物(真菌)降解◆

真菌生物降解有机污染物如多环芳烃潜力大运用组学手段可以揭示降解机制、预测修复过程细胞水平子囊菌门Ascomycota分子机制水平OrbiliomycetesPezizomycetesLahmialesMedeolariales

TriblidialesCurrent

Opinion

in

BiotechnologyEurotiomycetes-Laboulbeniomycetes

LichinomycetesLecanoromycetes2016,38:1-8Dothideomycetes

ArthoniomycetesLeotiomycetesSordariomycetesPezizomycotinaSaccharomycotinaTaphiromycotina3.1典型有机污染物生物降解原理与技术

有机污染物微生物(真菌)降解◆

真菌胞内代谢转化多环芳烃机制LB:

脂质体

CYP:

细胞色素P450ER:

内质网

EH:环氧化物酶M:

膜

ST:磺基转移酶CM:细胞壁

QR

:醌还原酶V:

液泡G

:

高尔基体P:过氧化物酶体N:

细胞核→理解真菌胞内代谢转化多环芳烃(扩展到其它类有机污

染物)分子机制，可以为生物修复有机污染环境提供理论指导Current

Opinion

in

Biotechnology2016,20.1o3.1典型有机污染物生物降解原理与技术持久性卤代污染物微生物降解溴代阻燃剂生物降解途径0

resonous1s6还原脱卤后ANAS195CurrentOpinionin

Bolechnology完全脱卤产物—二苯醚Sphingomonassp.PH-07

菌存在好氧矿化途径脱卤拟球菌Dehalococcoides是厌氧脱卤主导者Current

Opinion

in

Biotechnology.2016,38:14-23ANAS195ANAS195持久性卤代污染物微生物降解◆

卤代联苯醚细菌降解途径Aerobicconditions3.1典型有机污染物生物降解原理与技术Anaerobicconditions声3.1典型有机污染物生物降解原理与技术典型有机污染物细菌降解途径Toluene

甲苯Ring

cleavagePseudomonasputidaDOT-T1ERing

cleavagePseudomonas

putida

KT2440BiphenylSphingomonas

paucimobilis

UT26

CurrentOpinioninBiotechnology2013,24:467-473γ-hexaclorocyclohexane

(lindane)

六六六Atrazine

阿特拉津,Pseudomonassp.ADP联苯Burkholderia

cepacia

LB400Ho

人cOOH

一

硝基酚类细菌降解矿化途径P.K.Arora

et

al./Journal

of

Hazardous

Materiais266(2014)42-593.1典型有机污染物生物降解原理与技术4-Nitrophenol

1-4-BenzoquinoneHydroquinone

4-HydroxymuconicsemialdehydeMaleylacetate(c)3.1典型有机污染物生物降解原理与技术多氯联苯生物降解分子机制→基于基因组、比较基因组和转录组学方法揭示

多氯联苯厌氧脱卤呼吸

菌

Dehalococcoidesmccartyi的还原脱卤酶

编码新基因PNAS,2014,111:12103-121083

.

3土壤/底泥/湿地/地下水生物修复技术地下水中有机污染物原位持续微生物电修复(引入可

持续太阳光能，以氯乙烯为例)PCE

DCE)DCE)DCE)CO₂H₂ODCEContaminantPCEGW

flowCurrent

Opinion

in

Biotechnology,2011,22(3),441-Power

Supply448DCE)DCEPCEPCEPrediction

naturalattenuation预测自然衰减Improved

field

site

model3.3土壤/底泥/湿地/地下水生物修复技术地下水原位生物修复效能评估与监测：提高修复效率Assessment

of

in

situ

biodegradationCurrent

Opinion

in

Biotechnology2016,38:33-38Remediationstrategies修复策略检测生物标记物(如特定降解基因)Detectionof

biomarkers水文化掌评估氧化还原条件Hydrochemistryforevaluationofredoxconditions污染物和产物浓度Contaminant&productconcentration多元素化合物特异稳定性同位素CSIA(a)

(b)

Pollutants

Abiotic

factorsparBpancIncP-9

backboneHabitatIR1IR2

IR3nahAb

nahAd

nahF

nahQ

nahDTn4655

left

endPopulationnahT

nahl

naht

nahM

nahIX

21

att

tnplnahH

naho

nahk

nahY

IR52operpn/pathwayGene/enpzymempri

36Tn4655

right

end3.3土壤/底泥/湿地/地下水生物修复技术Lab-scale生物降解与实际原位生物修复过程有较大区别实际生物修复涉及更多层面的因素，而不仅仅是单细胞生物降解水平(降解基因、操纵子、调节子、降解酶)如何让生物修复过程可控与可持续化?需考虑菌株生理学和微生物生态学Trends

in

Biotechnology,2013,31(6):329-

TRENDS

in

BiotechnologyNicheCommunitynahAanahAc

nahc

nahECellGenomempff

35

mpfo34

mpfl

mpfHIncP-9backbonetraB

tracIncP-9backboneIR4

nahRSitempfC222trAnahG2932Complexity第三节典型环境生物技术简介3.1典型有机污染物生物降解原理与技术3.2典型重金属生物转化/吸附/富集原理与技术3.3土壤/底泥/湿地/地下水生物修复技术3.4废水/废物生物处理资源化与能源化WASTEWATER

WORKSExtractingcarbon,nitrogenandphosphoruscompoundsfrom

usedwater

using

a

series

of

reactorswould

transform

treatment

plantsinto—Usedwater(C,N,P)。Anaerobic

reactorsPhosphate

andammonium

ions

areselectivelycaptured,concentratedandsoldElectricity

for

agricultural

use.treatmentFertilizerseparationlonexchangers

-Irrigation灌溉深度纯化Advancedpurification工业和服务用水Industrialand饮用水DrinkingwaterReusewaterpollutantsExtracting

carbon,nitrogen

and

phosphorus

fromwastewater

could

generate

resourcesandsaveenergy,

say

Wen-Wei

Li,Han-Qing

Yu

and

Bruce

E.Rittmann.Comment.Nature.2015.528.29-31限制因素：低浓度有机物、温度

等●能源回收：油脂、甲烷，氢气

---推荐技术：AnMBR,MXCs●营养物回收：Struvite-推荐技术：离子交换、电渗析

经济性和可行性：●适宜的废水获得目标性资源●政府支持，政企结合3.4生物处理资源化与能源化废水处理过程回收碳、氮、磷、硫等资源富含C/N/P生物污泥回用土壤profitable

sources

of

energy,fertilizer

and

clean

water.Most

wateruses.Aboutpurifiedforgoesto1%isdrinking.service

waterSoil3.4生物处理资源化与能源化废水生物处理过程回收碳、氮、硫、磷等资源→分子水平揭示废水生物处理过程中碳、磷资源积累与释放过程Current

Opinion

in

Biotechnology

2015,33:260-267VS.

Phosphorus

RecoveryCarbon

RecoveryGenome-centricGene-centric3.4生物处理资源化与能源化废水生物处理资源化回收磷)VFATCA)k通过鸟粪石形式回收磷资源，富含磷剩余污泥可以考虑回用农田→

通过厌氧消化回收磷比较成熟，最大程度消除金属干扰非常重要P-richashP-richbiomass

P-richbiosolidsStruviteCurrent

Opinion

in

Biotechnology

2012,23:878-883TreatedeffluentP<1mg/LMineralisationPoly-P

NADH₂ATP一PiH₂OAerobic

conditionsCellgrowthglycogen

PHAalycogen=Poly-PATPPiAnaerobicNADH₂PHA

conditionsEBPRtocapturedissolved

P(P-rich

biomass

is

harvested)AnaerobicDigestion(Pis

released)IncinerationWastewaterO₂3.4生物处理资源化与能源化高度富集的功能菌利用废水合成聚羟基脂肪酸PHA◆

利用合成生物学/系统生物学手段改造/

构建超积累PHA的菌

株十分重要连续生物过程技术需

要不断优化AerobicgrowthNutrient

feedingCurrent

Opinion

in

Biotechnology

2014,30:59-65Anaerobic

PHAaccumulationNutrient

feedingInduced

cellAggregationsfollowedby

inducedcell

lysisto

release

PHAgranulesInoculationofsuper

PHAproductionbacterium5

High

substrate122→

利用同型产乙酸菌，通过反向β-氧化途径合成有价值化合物→

引入电极呼吸强化微生物厌氧碳链延长效率→

亟待开发关键技术提高有价值化合物的品位，并分离纯化3.4生物处理资源化与能源化废水生物处理过程通过碳链延长合成有价值化合物BIOLOGICAL

CHAIN

ELONGATIONSubstrates

Pathways

ProductsHomoacetogenesisacetate

&lactate

Reverseβ

oxidation(1)n-butyrateHO、Succinate

formationsuccinaten-butyrateðanoln-caproateOHHO、00Current

Opinion

in

Biotechnology

2014,27:115-phosphoenoylpyruvate(PEP)oxaloacetateacety-CoAacetyl-Piacetate

ethanolsuccinate1.PEP

carboxylase2.pyruvate

carboxylaseStep

2:acetate5acetyl-CoA5

n-butyrate5acetoacetyl-CoA_5

NAD(P)H53-hydroxybutyryl-CoA5crotonyl-CoA10

Fdox3NADHhomoacetogenesis同型产乙酸2H

一

↓

CO₂formate

H₂Oformyl-THFH₂Omethenyl-THF2[H→|

acely-COAacetyl-Pi

methyl-THFacetatemethyl-corinoid/Fe-S1.methylene-THFreductaseStep

2:n-butyrateReactions

inStep

1:ethanollead

to5molacetyl-CoAentering

pathway5

butyryl-CoA5

n-caproate

—1

5

CoA5

n-butyrate*RNF

complex

andCytoplasm

Membrane1ADP+1Pi2

Fdma+2

NADgycerol琥

珀

酸

合

成

glycerol-3-phosphateglyceraldehyde-3-phosphateStep

1:ethanol上反

尚6acetaldehyde6

NAD氧1

acetate3.4生物处理资源化与能源化

厌氧碳链延长合成有价值化合物途径Current

Opinion

in

Biotechnology2014,27:115-1221.hexanoyl-CoAdehydrogenase3

NAD++3H+

2.hydrogenase53-hydroxyhexanoyl-CoA

10

NAD+5hex-2-enoyl-CoAacetyl-CoAthenentersthecyclic

path-

way

shown

in

Step

2:acetate,producing

n-butyratefromlactateand

acetate(b)

succinate

formation

(c)

reverseβoxidation3

NAD⁴+3H+1.butyryl-CoAdehydrogenase2.hydrogenase5

acetate5

butyryl-CoA10

NAD+NADHNAD+malate

fumarate2[H]一CHAINELONGATIONPATHWAYSINANAEROBICMICROBIOMES6acetyl-CoA→acetyl-Pi53-keto-hexanoy-CoAmethylene-THFATPsynthase2H₂4H/10

NADH2Fdx+2NADH→5

CoA3.4生物处理资源化与能源化高度富集的功能菌利用废水合成油脂生物燃料Biofuel(Trans-)EsterificationLipidaccumulatingbiomassCurrent

Opinion

in

Biotechnology

2014,30:9-16◆

废水中通常富含油脂类化合物→

废水生物处理过程中特定功能微生物能够高度积累油脂

→已探明几株模式微生物的类脂类化合物代谢分子机制3.4生物处理资源化与能源化高度富集的功能菌利用废水合成油脂生物燃料TAG:三酰甘油WE

:蜡酯PHB:聚羟基丁酸酯HAME:

羟基烷酸酯甲酯FAEE:

脂肪酸乙酯FAME:

脂肪酸甲酯HAMEExtracellularlipasesLipidsTAGaccumulatorswS/DGATdockingWEaccumulatorsdockingLipidmicrodropletsPHB

accumulators

PHB

pol:PHB聚

合

PhaM,DNAand

P酶

polscaffoldPHB

granules

PHB

accumulationCurrentOpinion

in

Biotechnology2014,30:9-16Conglomerationand

releaseLipid

microdropletsTAGaccumulationWEaccumulationGeneral

MechanismLipidaccumulation有价值油脂类产品Substratesde

novosynthesisInfluentwastewaterFAMEFAEEWS/DGATCurrent

Opinion

in

Biotechnology2015,36:8-

Current

Opinion

in

Biotechnology2015,36:168-15175→

基于微生物代谢与基因工程高效生产有价值化合物---高效微生物细胞工厂Systems

biologyHighly

efficient

cell

factorySugars

BioproductsMetabolic

engdcegring3.4生物处理资源化与能源化高效微生物细胞工厂(纯培养功能菌株)乳酸

Lactic

Acid3-HydroxyPropionicAcid3-羟基丙酸GlycolicAcid乙醇酸MuconicAcid粘康酸AdipicAcid己二酸Succinic

Acid琥珀酸ItaconicAcid衣康酸InvivosynthesizedpolymersRenewableresourcesco

lactic

acid)

co-3-hydroxy-4-methylivalerate)squid

sucker

ring

teeth)O-AminoacidsY-Aminobutyricacid

5-Aminovaleric

acid

6-Aminocaproic

acidTCAcycle)Styrene

PhenolPhenylacetic

acidDiamines3-Hydroxypropionicacid4-HydroxybutyricacidChemicallysynthesizedpolymersNylon

4,6Nylon4,5Nylon6

Polyethylene

terephthalate

PolyurethaneNylon

4,10

Nylon5,10

Nylon6,10

PolystyreneCurrent

Opinion

in

Biotechnology2015,36:73-84→

通过基因和代谢工

程高效产生单聚体

和原位合成多聚体有价值化合物如：二元胺、二元

羧酸、w-aminoacids

、

二醇、羟基

羧酸、芳香化合物

单体→原位合成多元酯类

具有可行性3.4生物处理资源化与能源化高效微生物细胞工厂(纯培养功能菌株)Poly(3-hydroxybutyrate-

Poly(3-hydroxybutyrate-

Poly(3-hydroxypropionate)(ex.Spider

silk

protein,Dic

acidsTouendisocsanatoMethylenediphenyldiisocyanate1,5-Diaminopentane(Cadaverine)AromaticmonomersHydroxyacids1,4-ButanediolSebacicacid1,6-DiaminohexanepHydroxybenzoicpHydroxystyrene(Putrescine)GlutaricacidDiolsacid3.4生物处理资源化与能源化基于微生物代谢与基因工程手段合成有价值化学品Phototroph

HeterotrophCurrent

Opinion

in

Biotechnology2015,36:32-39→光合自养/异养微生物生物合成有价值脂类途径Fatty

acidACCaseOMal-CoAMitochondriaoFA(C20Cc24)EROAc-CoAAcCaseOMal-CoAMitochondriaOFA(C14C15)ERo2ODHAPMal-CoAhvCytosolChloroplastMembraneLipids,Acyl

editingAcFA(C14-C18)oPyruvateMembrane

Lipids大CytosolGly-3-PDAGDAGKnowledgecreation模型导向的设

计与数据分析Datamanagement数据管理建模和统计Omicsanalysis组学分析Testanalysis精细代谢

途径工程Fermentation发酵Precisionanalytical自动化

AutomationTrends

in

Biotechnology,doi:10.1016/j.tibtech.2015.10.007→

如何提高或改造代谢工程菌株耐受极端pH、

有机溶剂和原料杂质→

如何遗传改造模式菌株利用廉价C1

化合物如甲醇、CH₄

和CO₂

?→

发酵过程建模、催化酶系的精确计算机设计3.4生物处理资源化与能源化高效微生物细胞工厂：工业生物催化面临的挑战菌株基因

Smal-scalescreening工程改造Model-driven

designand

data

analysisPrecision

pathway

engineeringModeling

andstatisticalanalysisAutomatedcloninghigh-throughputenzymeTiterimprovementsNewhypothesesRational

strain学分析engineeringscreeningDesignLearnBuild3.4生物处理资源化与能源化微生物