通過非發(fā)酵途徑改造構(gòu)建利用蔗渣產(chǎn)異丁醇宿主菌株的研究的開題報(bào)告

通過非發(fā)酵途徑改造構(gòu)建利用蔗渣產(chǎn)異丁醇宿主菌株的研究的開題報(bào)告一、研究背景與意義隨著全球經(jīng)濟(jì)和能源問題的日益突出，生物質(zhì)能作為可再生的、低碳的新型能源備受矚目。蔗渣是作為可再生的生物燃料資源，其余下物也是一種能源資源的重要來源。利用蔗渣生產(chǎn)異丁醇，不僅可以提升蔗渣的附加值，減輕環(huán)境壓力，還可以滿足人們對(duì)燃料能源的需求。而異丁醇是一種有潛力的生物質(zhì)燃料和化學(xué)品，具有高氧化穩(wěn)定性，可在常溫下與汽油混合使用。因此，研究如何通過非發(fā)酵途徑改造構(gòu)建利用蔗渣產(chǎn)異丁醇宿主菌株成為了當(dāng)前亟待解決的重要研究方向。二、研究內(nèi)容與方法本項(xiàng)目旨在通過非發(fā)酵途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)蔗渣廢棄物的高效利用，建立可穩(wěn)定產(chǎn)生異丁醇的宿主菌株。在構(gòu)建酶代謝途徑的基礎(chǔ)上，利用代謝工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異丁醇合成過程的可大量制備。主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.分離篩選異丁醇合適的微生物并建立菌株庫。2.對(duì)篩選出的菌株進(jìn)行基因改造，構(gòu)建高效異丁醇合成的生物途徑。3.探索非發(fā)酵途徑對(duì)異丁醇生產(chǎn)的影響，確定最佳生產(chǎn)條件。4.聚焦異丁醇生產(chǎn)的瓶頸反應(yīng)，研究指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境污染問題。本項(xiàng)目將使用基因工程技術(shù)、微生物工程技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)等多種學(xué)科交叉的方法進(jìn)行研究。三、研究預(yù)期結(jié)果及意義通過本項(xiàng)目的研究，將建立高效、穩(wěn)定的合成異丁醇的宿主菌株，并探索了非發(fā)酵途徑對(duì)異丁醇生產(chǎn)的影響，確定了最佳的生產(chǎn)條件。同時(shí)，本項(xiàng)目還將探討異丁醇生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境污染問題，為其產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支撐。四、研究進(jìn)度安排本項(xiàng)目預(yù)計(jì)延續(xù)兩年，具體進(jìn)度安排如下：第一年：1.分離篩選異丁醇合適的微生物并建立菌株庫。2.對(duì)篩選出的菌株進(jìn)行基因改造，構(gòu)建高效異丁醇合成的生物途徑。第二年：3.探索非發(fā)酵途徑對(duì)異丁醇生產(chǎn)的影響，確定最佳生產(chǎn)條件。4.聚焦異丁醇生產(chǎn)的瓶頸反應(yīng)，研究指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境污染問題。五、預(yù)計(jì)研究難點(diǎn)和解決方案預(yù)計(jì)在篩選合適的菌株、構(gòu)建宿主菌株以及非發(fā)酵途徑的影響等方面存在一定困難。針對(duì)這些問題，我們將加強(qiáng)學(xué)術(shù)溝通和交流，開展多方合作，充分發(fā)揮各學(xué)科專家的優(yōu)勢(shì)，提供更為科學(xué)的解決方案。六、參考文獻(xiàn)1.Liao,J.C.,Mi,L.,Pontrelli,S.,Luo,S.Bio-basedproductionoffuelsandindustrialchemicalsbyrepurposingantibioticbiosynthesisandmetabolicpathways.CurrentOpinioninMicrobiology,2016,33:94-103.2.Zhang,F.,Rodriguez,S.,Keasling,J.Metabolicengineeringofmicrobialpathwaysforadvancedbiofuelsproduction.CurrentOpinioninBiotechnology,2011,22(6):775-783.3.Xie,J.Kang,A.,Dai,X.,Jie,L.,etal.RationalmetabolicengineeringofEscherichiacolifortheproductionof2,3-butanediol.MetabolicEngineering,2017,41:122-129.4.Eom,M.,Oh,Y.K.,Martin,V.J.Microbialproductionof2-methyl-1-butanolthroughhorizontalgenetransferfromaclostridialsynthase.ACSSyntheticBiology,2018,7(6):1542-1549.5.Schirmer,A.,Rude,M.A.,Li,X.,P