产丁二酸菌株的选育及其代谢调控研究的开题报告.pdf

基于大肠杆菌AFP111厌氧产丁二酸菌株的选育及

其代谢调控研究的开题报告

一、研究背景及意义

丁二酸是一种具有广泛应用前景的化学品，主要应用于工业、医药

和农业等领域。目前，丁二酸的工业生产主要基于化石能源，对环境的

危害性较大。因此，开发一种可持续发展、能够代替传统化石能源生产

丁二酸的生物过程具有重要意义。近年来，利用厌氧菌株生产丁二酸成

为了一种新的研究方向。基于大肠杆菌AFP111厌氧产丁二酸菌株的选育

及其代谢调控研究，可探索出生物合成丁二酸的新途径，为生产可持续

发展的丁二酸提供一种生物合成的解决方案。

二、研究内容及方法

本研究的主要内容是基于大肠杆菌AFP111厌氧产丁二酸菌株的选择

及其代谢调控的相关研究。具体的研究内容包括以下方面：

（1）AFP111菌株的分离、筛选和鉴定

本研究首先将从环境中采集的厌氧沉积物样品进行培养，并采用平

板分离方法，筛选得到丁二酸产量较高的AFP111菌株。然后，通过形态

学、生理生化特性、16SrRNA基因测序等方法进行鉴定，确定AFP111

为一株丁二酸产量较高的大肠杆菌菌株。

（2）AFP111菌株代谢调控机制的研究

本研究将通过基因工程手段对AFP111菌株代谢途径进行调控，以提

高丁二酸产量。主要从以下几个方面展开研究：

1.优化AFP111菌株的营养培养基和培养条件，提高AFP111的生长

与丁二酸产量；

2.利用代谢工程技术，通过基因敲除和基因表达等手段调控AFP111

的代谢途径，以增加丁二酸的合成量；

3.建立AFP111菌株的系统生物学模型，以深入探究其代谢调控机

制的分子基础。

（3）丁二酸的生产及其应用

针对所选育的AFP111菌株及代谢调控研究结果，本研究将探索丁二

酸的高效生产、提纯及其应用。具体来说，通过改进工艺流程，发展一

种可持续发展的丁二酸生产技术；并研究丁二酸在医药、工业、农业等

领域的应用前景及集成开发。

三、预期成果

通过本研究，预计可以得到以下成果：

（1）筛选得到一株高丁二酸产量的AFP111菌株，并进行其代谢调

控研究；

（2）研究AFP111菌株丁二酸代谢途径的分子机制及其调控机制；

（3）研究生物合成丁二酸的新途径，为生产可持续发展的丁二酸提

供一种生物合成的解决方案；

（4）发展丁二酸的高效生产技术，并研究其应用前景及集成开发。

四、研究意义

本研究的意义包括：

（1）开拓生物合成丁二酸的新途径，为生产可持续性丁二酸提供一

种新的解决方案；

（2）深入研究AFP111菌株丁二酸代谢途径的分子机制及其调控机

制，为生物合成丁二酸的代谢工程提供理论基础和方法论；

（3）发展一种可持续发展的丁二酸生产技术，具有重要的经济和环

境意义；

（4）研究丁二酸的应用前景及集成开发，能够促进化工、医药、农

业等领域的可持续发展。