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基层教学组织教研活动简报
2023年 第39期
vwin德赢本科教学督导组编印 2023年12月11日
聚焦科教融合，轻工生物技术教研室举办“大川小生”教研走廊活动之学科前沿讲坛
为了进一步强化轻工生物技术教研室组织建设和专业人才培养成效，轻工生物教研室着力打造以“三镇一谷”为核心的 “大川小生”教研走廊系列活动。2023年6月至11月，轻工生物教研室以“大川小生”教研走廊系列活动之学科前沿讲坛为抓手，深入推进轻工生物技术专业科教融合。
国家重点研发指南专家、中国科学院成都生物研究所李东研究员作题为“城乡生物质废弃物资源化利用助力碳中和”的报告。碳达峰、碳中和对我国实现高质量发展具有重要意义，李东团队聚焦于发展碳零排、负排技术，充分利用城乡生物质废弃物资源。研究利用生物天然气等生物能源技术应用于茅台酒糟产生物燃气、餐厨垃圾厌氧消化处理、粪污沼气发电等项目以实现碳零排。此外，他们还在生物发酵人工腐殖化还田利用、化学催化人工腐殖化还田利用、生物炭肥制备及其农业应用、贫瘠土地改良以及生态复绿、垃圾衍生废液资源回收利用、基于细胞工厂的CO2固定利用等技术实现碳负排等方面有研究成果。
图1 李东研究员作报告
国家杰青、中国科学院昆明植物研究所黄胜雄研究员作题为“植物天然药物次生代谢途径解析、进化及应用”的报告。植物药历史悠久，与人类医学的发展密切相关，但是植物药面临资源受限的挑战，解析其中活性成分的合成代谢途径并利用细胞工厂高效生产是新机遇。黄胜雄团队聚焦于托品烷生物碱（TAs）这类重要的药用天然产物，解析其中莨菪碱关键骨架合成酶聚酮合酶PYKS的结构及作用机制，可卡因骨架的生物合成途径，并且将过去对可卡因托品骨架合成顺序错误的观点进行了纠正，然后在烟草中实现了可卡因的从头合成。此外，他们还对可卡因和莨菪碱中相似的代谢途径的进化进行了探索，阐明了两类生物碱中MT4、CYP81AN15与CYP82M3的催化机制，以及两物种基因的独立、趋同进化模式。
图2 黄胜雄研究员作报告
四川省微生物学会理事长、四川大学生命科学学院孙群教授作题为“肌原纤维蛋白与绿原酸复合物通过肠道微生物对二型糖尿病大鼠的血糖调节作用”的报告。多酚来源广泛，众多研究报道具有降血糖的功能，但是多酚的生物利用率较低，孙群团队聚焦于将多酚与食品基质形成结合态以改善多酚生物利用率，其中，多酚与蛋白的结合以及多酚、蛋白复合物使用后对肠道微生态的影响是重点研究方向。将肌源蛋白（MP）与绿原酸（CGA）进行分子对接发现了其关键结合位点，通过体外模拟消化实验阐明MP-CGA非共价结合物在改善糖尿病上更具有潜力，进一步通过动物实验表征了MP-CGA复合物对血糖、血脂的调节作用，对糖异生相关酶的抑制作用，对肠道炎症改善、肠道屏障功能恢复的作用。另外对肠道微生物构成、代谢物组成也产生了众多影响，这些研究表明MP-CGA复合物灌胃能有效改善T2DM大鼠高血糖和高脂血症。孙群团队在蛋白质-多酚复合物的功能互作以及其对肠道微生态的影响做出了许多探索，为推动蛋白质-多酚复合物在肉制品中的应用奠定了基础。
图3 孙群教授作报告
四川省微生物学会副理事长、中国科学院成都生物研究所赵海研究员作题为“复杂发酵体系功能微生物和功能酶系的表征与应用-以大曲为例”的报告。
大曲的制造对白酒酿造至关重要，但当前的大曲质量评价存在检测结果滞后的问题，赵海团队结合干湿实验解析白酒酿造过程中的微生物功能机制，全面客观的指导质量评价体系的建立。他们通过宏基因组、宏转录组等手段确认并解析浓香型大曲的活性微生物及功能酶系，利用多维宏组学实现对研究结果的验证，做到了从数据到证据的飞跃；此外，他们还开发了浓香型大曲酶系的大通量检测新方案，通过酶谱对大曲实现精细化分类。赵海团队在大曲发酵体系中功能微生物、功能酶系的表征以及在大曲精细化检测、分类领域做出了积极探索，为传统发酵工程和技术带来了从系统学角度考虑问题的新思路。
图4 赵海研究员作报告
vwin德赢周荣清二级教授作题为“基于功能菌（群）扰动菌群结构与代谢调控改善传统发酵技术的应用”的报告。利用基于功能菌株或菌群的生物强化技术能实现对传统发酵食品品质的提升，周荣清团队关注利用生物强化技术改善白酒酿造微生态系统的微生物和代谢。他们以浓香型白酒酿造微生态系统为对象，揭示了合成菌群和太空诱变的代谢调控机理，解析了优质大曲驱动窖泥菌群及其代谢定向进化的机制，构建了基于大曲与窖泥特定组合改善糟醅风味的应用技术，明确了群落演替速率是调控糟醅发酵和改善风味特征的关键因素。周荣清团队在利用功能菌群扰动群落结构，利用代谢调控改善传统发酵技术方面做出积极探索，为白酒酿造研究的稳定菌群构建、发酵过程精准定向智能调控以及白酒风味研究提出了新的思路和方法。
图5 周荣清教授作报告
国家海外高层次引进人才、四川大学生命科学学院肖朝文研究员作题为“植物细胞壁合成代谢与生物质形成”的报告。
细胞壁直接影响植物的生长发育，对生物能源的开发和利用具有环境效益和经济价值，肖朝文团队关注植物细胞壁合成、降解相关的分子机制以及生物质资源的开发利用。肖朝文团队在植物细胞壁合成代谢的分子机制方向做出了许多贡献，为后续开发利用其中的生物质奠定了理论基础。
图6 肖朝文研究员作报告
