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生物学学科建设之团队建设(七)微生物资源中心研究团队


发布时间:2019-10-14   访问次数:

    中南民族大学微生物资源中心于2014年组建,由4名教授,1名副教授,2名讲师组成。该团队多名成员具有海外名校访学经历。该团队立足于民族地区的经济社会发展需求,以武陵山区特色微生物资源(包括植物促生微生物资源、水生微生物资源与水体环境、药用微生物资源、能源和环境微生物资源)为对象,以农村经济的可持续发展为目标,研究武陵山区特色微生物的可持续开发、利用,综合运用现代生物工程手段、基因工程技术、分子生物学技术等,为区域农业现代化提供技术支撑,优化农村产业结构,提高农民收入,同时保护山区优美的自然环境,以促进武陵山区经济、社会、自然环境的和谐发展。

    该团队主要研究领域包括:武陵山区特色微生物资源开发与利用;水生微生物资源开发与利用及水体生态保护;植物与微生物相互作用;农业废弃物资源化利用技术与设备研发;

1、武陵山区特色微生物资源开发与利用

    为优化农村产业结构,提高农民收入,该团队近年来多次深入鄂西山区森林采集大型食用(或药用)微生物资源,成功采集大型真菌标本300余个,现已于实验室内培养成功100余株系,其中约有20余株具有开发利用前景。

 1. 神农架林区采集真菌

2、水生微生物资源开发与利用及水体生态保护

    结合武陵山区的湿润气候及地域特色,该团队近年来多次深入鄂西山区湿地、森林、稻田等生境采集地木耳、葛仙米等大型食用(或药用)藻类资源,并探索了大规模养殖的途径。同时,以周丛藻类和浮游植物为对象,研究了多项水环境保护方面课题,为地区的环境保护提供参考。

 2. 实验室内培养的葛仙米

3、植物与微生物相互作用

    该团队长期研究植物根系与固氮微生物的共生作用,积累了大量理论成果,此研究方向发表了十余篇高水平中英文学术论文。并致力于将这些理论成果应用于提高地区农业产量

4农业废弃物资源化利用技术与设备

    长期以来,来自农村家庭、食品加工企业等的尾菜的处理是困扰地区环境治理的巨大困难。该团队所研发的蔬菜尾菜有机肥规模化生产工艺及参与生产线建设,已于2016年12月即正式投产,申请国家发明专利1项。迄今为止,共处理尾菜及其它农业废弃物约6余万吨,生产有机肥约3万吨,为委托方创造了2000余万元的经济价值,同时为当地解决了蔬菜尾菜和其它农业废弃物处理问题,变废为宝,有力推进减少化肥用量,有利于从根本上解决土壤板结和酸化问题,在提升土壤肥力、提高作物产量等方面发挥巨大作用。同时,由于委托方为当地精准扶贫重要参与主体,项目的成功实施,在当地精准扶贫方面,也取得了良好的社会效益。因此,项目实施得较为成功,取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益。

3. 微生物有机肥试验田内采集土壤样品

4. 尾菜堆肥发酵车间

 5. 尾菜资源化利用示范中心外景

    另一方面,我国是烟草销售大国,烟碱对健康的危害是广大人民群众关切的问题。烟碱俗称尼古丁,是烟草中的主要生物碱,过量吸入烟碱则会抑制中枢系统,麻痹心脏,甚至有生命危险;同时烟草加工过程中产生了含高浓度烟碱的废弃物,严重污染了环境;而且我国烟草上部烟叶烟碱含量普遍偏高,不能用于烟组配方造成了资源浪费和经济损失,因此有效地控制烟草和环境中的烟碱含量,对于维护人类健康和环境有着深远的意义。课题组自主分离获得了29株尼古丁降解菌株,尼古丁降解率都在70%以上,其中13株菌株降解率达到95%以上。在中国典型培养物保藏中心保藏5株,申请国家发明专利5项。具有较高尼古丁降解率的多种微生物菌株的发现为降低上部烟叶中尼古丁含量提供了微生物菌种资源。首次完成尼古丁降解菌全基因组测序,分析获得尼古丁降解代谢相关基因,并对尼古丁降解代谢相关基因进行克隆和表达,得出尼古丁代谢途径。尼古丁降解基因的克隆和表达为降低上部烟叶中尼古丁含量提供新途径。首次建立了利用微生物降低上部烟叶中尼古丁含量的企业标准,制定并实施了《降低烟叶尼古丁微生物功能菌使用技术规程》企业标准,为利用微生物降低上部烟叶中尼古丁含量的推广应用提供了技术规范。

    该项目《尼古丁高效降解微生物及其基因资源的挖掘与应用》2018年获得湖北省科技进步奖。

 6 烟草田间采集微生物样品

    本课题组与企业合作研发“农业废弃物快速发酵技术及设备”(生物质发酵转化机)已推广应用到农业生产基地、畜禽养殖基地、烟草种植基地、水系湖泊治理、园林废弃物、中药厂药渣、农村面源污染治理等领域。

 7. 本课题组与企业合作研发的生物质发酵转化机

    自团队组建以来,一直致力于将微生物理论与技术应用于解决武陵山区(尤其是广大农村地区)社会经济发展中的实际问题,与地方政府、企业开展了多项合作研究,为区域农业现代化提供技术支撑,优化农村产业结构,提高农民收入,保护自然环境,以促进武陵山区经济、社会、自然环境的和谐发展。团队累计培养硕士研究生50余人,其中约一半毕业后继续在国内外知名高校深造,另一半毕业后进入制药、环保、生物等领域的行业龙头企业或国内领先的教育、科研单位工作。(供稿人:程国军 刘涛)