藍細菌乙醇光合細胞工廠的發(fā)展與展望

齊允晶，王家林，欒國棟，談曉明，呂雪峰

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藍細菌乙醇光合細胞工廠的發(fā)展與展望

齊允晶1,2，王家林1，欒國棟2，談曉明2，呂雪峰2

1 青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東青島 266042 2 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所中國科學(xué)院生物燃料重點實驗室，山東青島 266101

齊允晶, 王家林, 欒國棟, 等. 藍細菌乙醇光合細胞工廠的發(fā)展與展望. 生物工程學(xué)報, 2017, 33(6): 891–909.Qi YJ, Wang JL, Luan GD, et al. Cyanobacteria cell factories for ethanol photosynthetic production: development and prospect. Chin J Biotech, 2017, 33(6): 891–909.

生物乙醇是極具應(yīng)用潛力和代表性的生物能源產(chǎn)品之一。以藍細菌為光合平臺，利用二氧化碳和太陽能直接進行乙醇合成可以同時起到降低二氧化碳排放和提供可再生能源的效果，具有重要的研究與應(yīng)用價值。本文回顧了藍細菌乙醇光合細胞工廠相關(guān)技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，從途徑優(yōu)化、底盤選擇和代謝工程策略等層面對其最新進展和所遇到的問題進行了總結(jié)介紹，并對該技術(shù)未來發(fā)展方向進行了展望。

藍細菌，生物乙醇，代謝工程，細胞工廠，乙醇耐受性

全球性的環(huán)境污染問題和潛在的能源危機正推動著用于合成新一代綠色生物燃料的可持續(xù)性技術(shù)路線和生產(chǎn)模式的發(fā)展，以期能夠有效補充和替代正在被大量消耗的石化燃料[1-2]。作為最早實現(xiàn)商業(yè)化推廣和應(yīng)用的生物燃料產(chǎn)品，乙醇已經(jīng)被廣泛接受和應(yīng)用為燃油添加劑甚至替代品[3-5]。目前絕大部分的生物乙醇來源于生物煉制過程，其生產(chǎn)技術(shù)可以根據(jù)原料和底物來源劃分為3代。最初的生物乙醇合成以含糖量豐富的農(nóng)作物生物質(zhì)為原料，其中以“玉米乙醇”最具代表性，但是其“與糧爭地、與人爭糧”以及原料供應(yīng)不足的問題引發(fā)了極大的社會爭議，進而直接限制了該技術(shù)的實際可推廣性[6-7]。……