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工业微生物技术孵化中心
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生物质废弃物资源化实验室简介

    资源和环境问题是21世纪人类面临的最主要挑战,我国生物质资源十分丰富,开发生物质能源潜力十分巨大,开展生物质废弃物利用的研究使其达到无害化、减量化、资源化对于当前的资源和环境问题具有重大意义。中国科学院离子束生物工程学重点实验室生物质废弃物资源化实验室主要从事离子注入诱变育种和生物质废弃物资源化处置方面的研究,结合离子注入诱变研究内容主要包括工业微生物的诱变育种、生物质废弃物的资源化处置等方面。


一、工业微生物诱变育种
(一)研究目标:以离子束诱变技术为主,结合其他诱变方式对微生物进行诱变育种,从而筛选出高产突变菌株,通过工艺优化达到产业化应用的目的。
(二)研究内容:离子注入选育高产菌株;发酵工艺的优化、工艺放大及下游产物的提取等。
(三)取得代表性进展
1)以实验室保存的α-淀粉酶生产菌株——米曲霉菌为初发菌株进行复合诱变,经过固态发酵的条件优化及浅盘放大培养后,酶活由最初的16μ/g提高到1000μ/g左右。初步进行了酶学活性的研究,完成了淀粉酶分子量的初步鉴定并初步完成了酶的分离提取工艺。
2)以D,L-丝氨酸和吲哚为底物,利用大肠杆菌的色氨酸合成酶系催化合成了L-色氨酸,同时也可获得D-丝氨酸。利用离子束诱变技术诱变大肠杆菌,筛选出了一株高色氨酸酶活性的突变株,目前该项目水平处于国内领先,与合肥天润得生物工程有限公司有着良好得合作。
3)利用青霉和酵母进行二元系统发酵,生产出了一种天然红色素——青霉红素。目前根据其形态,生理生化及18SrDNA基因序列,菌株鉴定已基本完成;其发酵机制已初步确定为是由于酵母过度消耗糖造成葡萄糖饥饿,导致青霉红色素的表达;迄今为止,15L小型发酵罐色素产量达8g左右,发酵参数,工艺已基本确定。色素的基本成分纯化、鉴定正在进行之中。


二、生物质废弃物资源化
(一)研究目标:通过各种生物技术处理,使生物质废弃物处理达到无害化、减量化、资源化的目的。
(二)研究内容:秸秆与餐厨废弃物的综合处理;环境废水治理及综合利用;
(三)取得代表性进展
1)通过分离筛选和优化组合得了能够快速降解高浓度酚废水的混菌体系微生物复合菌剂,浓度为2.2g/L的酚废水20h内能够完全降解。
2)通过与合肥市蜀山区市容局和商务局、合肥学院等政府部门、科研机构和高校合作开展了餐厨废弃物资源化处置项目的研究,目前该项目已经基本确定合肥市建设餐厨废弃物处置中心的工艺技术路线和运营管理模式。此项目目前已经上报至省发改委,计划申请中央预算内资金。


三、项目支持:
1)2008年合肥市应用技术研究与开发项目“高效降解酚生物菌剂的研制及其在含酚废水处理中的应用”(2007.10-2010.10),基金编号:社字 20081001
2)安徽省科技厅科研资助经费“工程院生物医药平台建设”
3)2005年度合肥高新技术开发区科技三项经费“香紫苏内酯微生物催化技术研究”(2005.11—2006.12)
4)合肥市人才发展基金“离子注入高温Vc混合菌的选育”
5)合肥市工程技术研究中心组建项目“离子束工程技术研究中心项目组建”


四、近年发表论文情况
1、以吲哚和DL-丝氨酸为底物固定化酶法合成L-色氨酸 庞敏;王海磊;李俊;马云峰;姚建铭;食品与发酵工业,2008,34(10)6-9
2、巢湖蓝藻产沼气的试验研究  翟志军; 马欢; 李军; 蔡冬清; 王相勤; 吴跃进; 姚建铭; 余增亮;  安徽农业科学 , Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2008年 12期 
3、低能离子束诱发大肠杆菌甲基化效应研究   王陶; 李文; 赵世光; 谢传晓; 姚建铭; 余增亮;  激光生物学报 , Acta Laser Biology Sinica, 2008年 01期 
4. Enhancement of Gongronella sp. JG Chitosanase Production by Ion Beam Implantation. YUAN Hang, ZHOU Wei, WANG Jun, ZHANG Shuqing.YAO Jianming ,Plasma Science and Technology, 2007,Vol.9, No.1, Feb.
5.Characterization of Fusarium graminearum inhibitory lipopeptide from Bacillus subtilis IB,J.Wang, J.Liu, H.Chen , J.Yao, Appl Microbiol Biotechnol 2007,76:889–894
6、利用天然纤维废弃物发酵生产L-乳酸的研究  王冬梅; 苏彩欣; 李文; 姚建铭; 吴跃进; 郑之明; 余增亮; 激光生物学报 , Acta Laser Biology Sinica, 2007年 06期 
7、低能N+离子?紫外线和~(60)Co-γ射线对黑曲霉产木聚糖酶的诱变效应 李市场; 古绍斌; 姚建铭; 余增亮; 安徽农业科学 , Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2007年 17期 
8、香料生产的研究进展与展望 李文; 姜先荣; 姚建铭; 生物学杂志 , Journal of Biology, 2007年 02期
9、磁聚复配物对L-乳酸发酵液的预处理研究 李文; 柳丹; 杨英歌; 王冬梅; 樊永红; 姚建铭; 郑之明; 余增亮; 食品与发酵工业 , Food and Fermentation Industries, 2007年 03期 
10、离子束修饰产氢产脂细胞及其净化污水研究 李淼; 吴跃进; 俞汉青; 王顺昌; 姚建铭; 吴李君; 甘南琴; 余增亮; 【会议名称】第三届全国环境化学学术大会

五、学术带头人简介
基本情况
姓名:姚建铭  性别:男  出生日期:1963年2月  学历:研究生
学位:工学博士   政治面貌:中共党员  身体状况:优良
工作单位及职务:中国科学院等离子体物理研究所,所长助理、研究员、博导;合肥市第13届人大代表;合肥市蜀山区科协名誉主席;安徽省微生物学会理事;郑州大学离子束生物工程学重点实验室学术委员会委员;安徽循环经济技术工程院执行院长。

主要学习经历
1980.9 -----1984.7       安徽师范大学生物系,获理学学士
1987.9  -----1990.9      西南农业大学食品学院,获农学硕士
1998.9  ------2002.1     中科院等离子体物理研究所,获工学博士
主要工作经历
1984.7 -----1987.9    安徽淮北教育学院,任教;
1995.12  ----1999.12  中科院等离子体物理研究所,副研;
2000.1-----2001.4     德国马普分子植物生理所,高访;
2001.4       起任     中科院等离子体所离子束生物工程研究室副主任
2002.7 ----2004.10    合肥市人民政府,挂职副市长,市十三届人大代表
2002年9月             起被聘为中科院等离子体物理研究所研究员
2003年6月             起聘为博导
2004年12月            任科大创新副董事长
2005年3月             起任中科院等离子体所所长助理
2005年6月             起任安徽循环经济技术工程院副院长、执行院长

承担科研项目情况
1)国家计委“八五”“九五”重点攻关项目《离子束应用技术研究》中主持“离子束微生物工程学研究”专题,顺利通过专家组验收;
2)国家科技部“十五”重点攻关项目中担任《离子束微生物工程学研究》专题负责人,已完成,待验收;
3)主持国家自然基金:《低能离子束诱发模式生物体表观遗传学效应机理》(10375066),进行中;
4) 安徽省自然基金:《高效生物农药有效成分纯化及作用机理研究》,已结题;
5) 多项企业(如江苏江山、丰原生化等)横向合作项目负责人。

获得奖励情况
1)2001年安徽省“十大杰出青年志愿者”称号
2)2003年度省院共建有突出贡献科技人员一等奖
3)2003年度中科院优秀科技副职团队奖
4)2004年度安徽省青年科技奖
5)2004年度全国市(县、区)科技进步工作先进个人。