山東大學微生物技術國家重點實驗室

山東大學微生物技術國家重點實驗室

研討會

山東大學微生物技術國家重點實驗室是作為世界銀行貸款重點學科發展項目的一個子項目，由世界銀行貸款120萬美元，國內配套362萬元人民幣投資建設的。1995年11月通過國家驗收，正式命名為微生物技術國家重點實驗室，開始運行和對外開放。2001年、2006年、2011年3次通過了國家科技部組織的評估，成績良好。

實驗室基本概況

實驗室目前擁有一支年齡結構與知識結構合理、學術思想活躍、能夠承擔國家大型科研項目的中青年學術骨干隊伍?，F有“千人計劃”專家3名；國家杰出青年基金獲得者3名；國家級“百千萬”工程人才2名；“泰山學者”4名；“973”首席科學家1名。固定人員有教授32人，副教授7人，所有教師均具有博士學位，且80%以上具有1年以上的海外工作經歷。近5年，實驗室承擔各類科研項目293項，經費總額17421萬元，其中國家級項目占70%，省部級和橫向項目經費30%。近3年，實驗室獲得發明專利70項，發表SCI論文300余篇。

主要研究方向

實驗室以與人類社會可持續發展直接相關的微生物技術為主要研究對象，側重研究利用包括基因工程、代謝工程等現代生物技術在內的各種技術手段，選育具有各種特殊功能的微生物新菌株，研究微生物的生理代謝活動，開發利用微生物功能的新工藝、新技術。主要研究工作包括：

1.生物質資源轉化技術研究。包括木質纖維素微生物降解機理基礎研究、篩選和改造木質纖維素降解菌及其酶類、相關酶制劑的生產和應用技術、利用微生物技術降解轉化農作物秸桿等木質纖維素類資源及其它工農業廢棄物；發酵生產酒精、有機溶劑等化工原料及飼料、沼氣等有用產品；利用光合細菌生產飼料添加劑和氫氣能源等。

2.資源和環境微生物技術研究。側重利用微生物技術開發難開采礦產資源(如二次采油后的低產油井、低品位金屬礦石和尾礦等)、環境污染物(廢水廢氣廢渣)治理、清潔生產工藝(細菌脫硫技術、生物制漿技術、酶法廢紙脫墨技術等)研究、環境友好產品(生物可降解塑料、生物農藥、生物肥料等)研制以及海洋微生物資源的開發利用、海洋資源的微生物轉化技術等。

3.發酵新產品、新工藝的研究。如新型藥物(谷氨酰胺、火菇素、L-肉堿等)、食品或飼料添加劑(乳鏈菌素、飼用益生素、光合菌劑)、酶制劑(脂肪酶、果膠酶、異淀粉酶等)、功能性食品、生理活性物質、抑菌殺菌劑、生物聚合物，以及精細化工產品的生物轉化技術等。

4.分子生物技術研究。利用基因工程、蛋白質工程、代謝工程等現代生物技術，有目的的改造乃至創造新的生物機能，為開發微生物應用新技術提供必要前提。如構建具有抗砷功能的浸礦用自養型硫桿菌、具有嗜殺活性的釀酒酵母生產菌株，建立絲狀真菌高效表達的基因轉移系統等。

5.生化工程技術研究。包括數量生h理學、代謝流量分布分析、生物過程動力學模型構建、發酵過程的計算機優化調控技術、新型發酵技術(如補料分批培養技術、連續發酵技術、固定化細胞培養技術、高密度培養技術、發酵和分離耦聯技術)及新型生化反應器的研制、生化分離技術等。

主要研究成果

1995年實驗室正式運行和對外開放以來的短短4年里，已先后承擔了8項國家科技攻關項目、1項國家自然科學基金重點項目、4項海洋“863”計劃項目在內的100多項各類科研課題。14項科研成果獲得了省部級以上科研獎勵。其中，“纖維廢物液體深層發酵生產纖維素酶”獲國家教委1997年科技進步獎(發明類一等獎)和1998年國家技術發明獎(四等獎)；“微生物對天然纖維素的降解機制研究”獲教育部1998年科技進步獎(基礎類一等獎)。15項研究成果通過了省部級以上的成果鑒定，多數被認為達到了國內領先或國際先進水平。先后出版著作3部，在國內外學術刊物和學術會議上發表論文300余篇，其中SCI、EI收錄刊物論文32篇。“環流靜態混合器高粘度生物反應器”“光合細菌柱式膜反應器”等發明獲得了國家專利。纖維素酶制劑、耐高溫黃原膠、高毒力B.T生物殺蟲劑、谷氨酰胺、真菌多糖等發酵新產品，微生物3次采油技術、棉麻織物生物整理技術等微生物新工藝，都已經投入實用，并獲得了明顯的社會效益和經濟效益。

以上這些研究工作的開展，對于解決人類社會面臨的資源、環境和糧食等急迫的問題具有重要的意義。實驗室長期開展的兩類主要研究工作(纖維素微生物和自養微生物)都具有鮮明特色。前者以纖維素等可再生性能源物質的微生物轉化為主，例如，對青霉纖維素酶有系統的研究，在此基礎上成功地利用亞銨法造紙廢液、廢渣生產纖維素酶，這達到國際先進水平，并在印染工業和畜牧業中獲得成功應用；后者則在濕法冶金、石油和煤炭脫硫、廢水凈化等方面可發揮獨特的作用。實驗室已建立了自養菌的基因轉移系統，在國內外首次將大腸桿菌的抗砷基因引入自養細菌中并得到了表達。該項研究被國家自然科學基金委評為優秀成果，并已被法國高教科研部批準為中法合作項目。

人才培養及學術交流合作

實驗室設有微生物學碩土點和博士點、發酵工程碩士點，可以授予相應的理學或工學學位。建室以來，已培養出眾多碩士和博士。實驗室非常重視對青年科研人員的培養和扶植。近年來，實驗室獲準的國家項目已基本上都是以中青年為主體。如已有4位青年博士連續獲得兩項國家自然科學基金項目。4項海洋“863”項目均由年輕人任課題負責人。實驗室5個研究方向均有中青年教師成為主要學術骨干。

近年來，實驗室先后選派了14位青年教師出國進修留學，合作開展了“絲狀真菌高效表達載體構建”“酵母細胞膜分子生物學”“固定化細胞高濃度發酵”“極端嗜酸自養細菌遺傳工程”“粘細菌生物活性物質”“蛋白質替代層析分離技術”等前沿研究課題。其中多數同志按期完成合作研究回室工作，極大地促進了實驗室的科研工作進展，大大縮短了實驗室研究工作同國際先進水平的差距。

實驗室非常重視對外開放工作。在1995年夏，實驗室尚未正式驗收，世行貸款購買的儀器設備還沒有全部到位，國家也沒有提供運行補助費的情況下，實驗室就在山東大學支持下自籌經費，發布了實驗室開放課題申請指南，開始了對外開放。到目前為止，實驗室已資助開放課題52項，接納客座研究人員40余人。部分開放課題取得了較好的研究成果。例如，由山東輕工業學院陳嘉川教授承擔的木聚糖酶漂白麥草漿和改善漂白漿性能的研究項目，發現通過酶預漂可改善紙漿的可漂性，降低有效氯用量25%以上。通過對漂白漿進行酶處理，可明顯改善紙漿的強度和白度，已先后在國內外重要刊物上發表論文8篇，所發明的“利用木聚糖酶改善草漿性能工藝”申請了發明專利。

建室以來，實驗室先后派出20余人次參加國際學術會議。除日常接待國外來訪講學外，實驗室還分三批先后邀請美國、日本、法國、丹麥的8位專家來室訪問，并同時邀請部分國內著名學者共同講學，舉辦了兩期全國性的發酵工程和微生物技術高級研討班和一期分子生物學研討班，來自全國各地30余家科研和教學單位的150余位青年學者參加了研討活動，加強了實驗室同國外多家科研單位的交流合作。實驗室還主辦了第二屆全國青年微生物學工作者學術會議。來自全國各地的150余名青年代表和部分老專家匯集濟南，共同探討21世紀微生物學科的發展，增進了全國青年微生物學工作者之間的友誼和聯系，也擴大了微生物技術國家重點實驗室在國內，特別是在年輕一代同行中的影響，為今后實驗室的進一步對外開放打下了良好基礎。

實驗室在學科建設方面取得了諸多進展，推動了我國微生物技術研究工作的發展，成為國內微生物技術基礎研究、應用開發研究和人才培養的重要基地。在國家相關政策和依托單位山東大學的有力支持下，實驗室將始終圍繞國家的戰略目標，立足創新的基礎研究，加快實現科技成果的轉化，爭取在科研方面實現重大的突破并進一步引進和培養高水平人才，保持研究隊伍的活力。