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胍基丁胺（ Agmatine ）是一種多胺，在精氨酸脫羧酶（ argininedecarboxylase，ADC）作用下 L-精氨酸脫羧的產(chǎn)物，它幾乎分布于哺乳動(dòng)物體內(nèi)所有的器官和組織，具有降血壓、利尿、抗炎、調(diào)控細(xì)胞增殖等多種生理功能，因此是一種重要的醫(yī)藥中間體，具有較高的商業(yè)價(jià)值（50 萬/噸）。其硫酸鹽對(duì)動(dòng)物嗎啡依賴性具有戒斷作用，是極具開發(fā)價(jià)值的戒毒類藥物。目前工業(yè)上合成胍基丁胺的生產(chǎn)方法主要為化學(xué)法，該方法具有高污染、生產(chǎn)條件苛刻、安全性差等缺點(diǎn)。本研究建立了一種運(yùn)用重組精氨酸脫羧酶（ADC）生產(chǎn)胍基丁胺的綠色環(huán)保新方法。通過基因工程手段，構(gòu)建了一株 L-精氨酸脫羧酶高產(chǎn)菌株。 技術(shù)指標(biāo)： 100 g/L 的 L-精氨酸經(jīng) 5 h 轉(zhuǎn)化，胍基丁胺產(chǎn)量可達(dá) 52.02 g/L，轉(zhuǎn)化率 69.6%。

磷脂酰絲氨酸（phosphatidylserine，PS），又稱二酰甘油酰磷酸絲氨酸，是一類普遍存在的磷脂，通常位于細(xì)胞膜的內(nèi)層，尤其是大腦細(xì)胞膜的重要組成成分之一。它能調(diào)控大腦的各項(xiàng)功能正常運(yùn)作，起到調(diào)節(jié)血脂、改善記憶、健腦益智、以及延緩衰老等作用。但天然存在的磷脂酰絲氨酸很少，提取工藝繁雜， 并且安全性受到人們的質(zhì)疑。生物酶法制備磷脂酰絲氨酸具有反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到越來越多的關(guān)注。本研究室通過基因工程手段，大腸桿菌中異源表達(dá)了磷脂酶 D 基因，以粗話生產(chǎn)磷脂酰絲氨酸。目前，該研究正在進(jìn)行蛋白質(zhì)工程改造及各項(xiàng)優(yōu)化，以提高底物轉(zhuǎn)化率。 

近日，南開大學(xué)王磊教授團(tuán)隊(duì)首次揭示霍亂大流行菌株起源和完整進(jìn)化途徑的研究成果，被寫入美國微生物學(xué)會(huì)出版的權(quán)威教科書《微生物》（Microbe,3rd Edition）。該書由美國密歇根大學(xué)米歇爾·斯旺森教授等編寫，介紹微生物領(lǐng)域最基礎(chǔ)和核心的知識(shí)及原理，是國際上最經(jīng)典和暢銷的微生物學(xué)教科書之一。

水生植物修復(fù)技術(shù)是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態(tài)新技術(shù)，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時(shí)由于水生植物生長對(duì)藻類的抑制作用，使水體中藻類數(shù)量降低，提高水體透明度，達(dá)到化害為利、凈化水質(zhì)的目的，實(shí)現(xiàn)水域資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境污染，從現(xiàn)場環(huán)境中篩選和構(gòu)建具有高效污染修復(fù)的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對(duì)性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、成本低和對(duì)原有生態(tài)環(huán)境沒有威脅等優(yōu)點(diǎn)。

主要?jiǎng)?chuàng)新性成果包括：發(fā)現(xiàn)魚類GH分泌活動(dòng)受多種神經(jīng)內(nèi)分泌因 子的調(diào)控，其中促性腺激素釋放激素（GnRH）、促甲狀腺素釋放激素（TRH）、多巴胺及其激動(dòng)劑等都 能刺激GH分泌，而生長抑素（SRIF）則抑制GH分泌；發(fā)現(xiàn)刺激GH分泌的神經(jīng)內(nèi)分泌因子等通過口服途 徑能顯著促進(jìn)GH分泌和提高魚體生長速率，且這些因子共同使用，其疊加作用產(chǎn)生的促生長效果更為顯 著；構(gòu)建了斜帶石斑魚等魚類cDNA文庫，克隆了生長激素（GH）及其受體，類胰島素生長因子Ⅰ、Ⅱ （IGF-Ⅰ，IGF-Ⅱ）及其受體，腦垂體腺苷酸環(huán)化酶激活多肽（PACAP）、神經(jīng)肽Y(NPY)、生長素釋放 素（ghrelin）等生長相關(guān)功能基因；研制了基因重組GH，采用投喂方法證明它能為魚消化道吸收而促進(jìn)魚 體生長。

項(xiàng)目簡介水生植物修復(fù)技術(shù)是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態(tài)新技術(shù)，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時(shí)由于水生植物生長對(duì)藻類的抑制作用，使水體中藻類數(shù)量降低，提高水體透明度，達(dá)到化害為利、凈化水質(zhì)的目的，實(shí)現(xiàn)水域資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境污染，從現(xiàn)場環(huán)境中篩選和構(gòu)建具有高效污染修復(fù)的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對(duì)性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、成本低和對(duì)原有生態(tài)環(huán)境沒有威脅等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用范圍北京大學(xué)工學(xué)院從選育耐鹽堿性植物新品種入手，研究并優(yōu)化不同鹽堿程度下植物組合、配伍模式，構(gòu)建鹽堿環(huán)境植被快速恢復(fù)技術(shù)。篩選高效耐鹽功能菌，利用耐鹽功能菌接種技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)揮微生物植物聯(lián)合修復(fù)作用，加快鹽堿環(huán)境改良進(jìn)程。形成以生物為主，鹽堿環(huán)境改良與污水治理同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)鹽堿改良—污染治理—生態(tài)重建系統(tǒng)綜合技術(shù)的集成的鹽堿化濕地的修復(fù)與改良綜合技術(shù)體系。項(xiàng)目階段北京大學(xué)工學(xué)院以多年對(duì)微生物的研究積累，將微生物與水體植物相結(jié)合，已經(jīng)完成難降解有機(jī)磷化合物微生物——植物耦合凈化體系理論模型構(gòu)建，建立了對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥和難降解有機(jī)物（壬基酚等）具有高效分解能力的微生物菌群（同時(shí)可以作為微生物菌劑應(yīng)用在水環(huán)境以外的如土壤環(huán)境的修復(fù)中）篩選、培育，開發(fā)了從相應(yīng)污染環(huán)境篩選具有有機(jī)物吸收或降解功能的水生植物的技術(shù)。微生物－植物耦合水體污染治理技術(shù)比原有單一的微生物凈化方式提高70% 的效率。同樣，用生物的方式治理土壤的鹽堿化，可以增加土壤中的有機(jī)物，調(diào)節(jié)土壤中的水氣溫狀況，改變土壤結(jié)構(gòu)與特性，改善有益微生物生存繁衍的環(huán)境。通過生物措施改良的鹽堿地脫鹽持久、穩(wěn)定，且有利于水土保持以及維持生態(tài)平衡。

該材料具有良好的加工性，能制備成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及靜電紡絲纖維膜等多種產(chǎn)品。由于一氧化氮能夠可控按需釋放，CS-NO及其復(fù)合材料可用于治療糖尿病下肢缺血、皮膚損傷和心梗疾病。

2 015 年我國實(shí)施了史上最嚴(yán)的環(huán)境保護(hù)法，對(duì)企業(yè)污染排放做出嚴(yán)格規(guī)定， 對(duì)違法排污企業(yè)懲罰力度大大加強(qiáng)。食品和藥品發(fā)酵企業(yè)的廢水/廢渣的資源化 利用是降低企業(yè)運(yùn)行成本的有效途徑。發(fā)酵廢水/廢渣由于其有機(jī)質(zhì)含量高、可 生化處理性好和成分相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，非常適用于微生物電化學(xué)產(chǎn)氫氣。 微生物電化學(xué)產(chǎn)氫所用到的裝置稱作微生物電解池。該裝置被質(zhì)子交換膜分 隔成一個(gè)陽極室和陰極室。在陽極室，生長在電極表面的微生物能夠降解有機(jī)物 生成二氧化碳、質(zhì)子和電子。質(zhì)子和電子分別通過質(zhì)子交換膜和外電路到達(dá)陰極， 兩者在一定的外電壓（>0.2 V）作用下在陰極生成氫氣。整個(gè)裝置可以實(shí)現(xiàn)污水 中有機(jī)物的去除，同時(shí)回收氫氣。

我校生態(tài)研究中心王傳寬教授研究組在生態(tài)學(xué)著名學(xué)術(shù)期刊Global Ecology and Biogeography（環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)1區(qū)，IF = 6.045）和土壤科學(xué)著名學(xué)術(shù)期刊Soil Biology and Biochemistry（農(nóng)林科學(xué)1區(qū)，IF = 4.857）上相繼發(fā)表了題為“Effects of forest degradation on microbial communities and soil carbon cycling: A global meta-analysis”和“Trends in soil microbial communities during secondary succession”的系列研究成果，首次從兩個(gè)不同微生物分類尺度探索了宏觀生態(tài)學(xué)的演替干擾理論在微觀土壤微生物生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用，全球數(shù)據(jù)整合分析發(fā)現(xiàn)：生態(tài)對(duì)策理論和演替干擾理論可以成功地解釋生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)展演替和逆行演替中土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)的演變過程，不但推動(dòng)了土壤微生物生態(tài)學(xué)研究的發(fā)展，而且對(duì)土壤固碳效應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)模型等都有重要意義。 土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)不可或缺的組分，是生物地球化學(xué)循環(huán)的重要調(diào)節(jié)者，在生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、生產(chǎn)力和固碳效應(yīng)的維持、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提供、生物多樣性保護(hù)等方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，1克土壤就含有高達(dá)10億個(gè)細(xì)菌和真菌細(xì)胞、由數(shù)萬種分類單元組成，從而給微觀生態(tài)學(xué)研究帶來了巨大挑戰(zhàn)。據(jù)論文的第一作者周正虎（博士生）和通訊作者王傳寬教授介紹，該研究團(tuán)隊(duì)成功地將宏觀生態(tài)學(xué)理論應(yīng)用到微生物研究中，發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)展演替過程中K-對(duì)策微生物越來越占優(yōu)勢，而森林退化過程中（逆行演替）r-對(duì)策微生物越來越占優(yōu)勢。他們還發(fā)現(xiàn)K-對(duì)策占優(yōu)勢的微生物群落有利于土壤有機(jī)碳的固存，r-對(duì)策占優(yōu)勢的微生物群落則會(huì)將更多的土壤碳排放到大氣中。這些成果不僅將激發(fā)微生物生態(tài)學(xué)的理論研究，而且將推進(jìn)土壤微生物介導(dǎo)的碳循環(huán)過程的機(jī)理研究。

本團(tuán)隊(duì)長期從事傳統(tǒng)釀造食品的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，與國內(nèi)的眾多大型釀造企業(yè)，如鎮(zhèn)江恒順、瀘州老窖、山西老陳醋、張家界大德釀造、安徽胡玉美等保持著長期的產(chǎn)學(xué)研合作。近十多年來，針對(duì)白酒、黃酒、醬油（醬）、泡菜等傳統(tǒng)釀造食品，在系統(tǒng)研究釀造微生物功能的基礎(chǔ)上，理性設(shè)計(jì)功能調(diào)控手段，達(dá)到傳承工藝特色，穩(wěn)定發(fā)酵生產(chǎn)，提升產(chǎn)品品質(zhì)的目的。