海洋聚羟基脂肪酸酯微生物资源库建设及其胞外分泌型基金工程菌构建

委托方：广东省自然资源厅

 

项目概述：

具体技术路线为：不同海洋环境取样-宏基因组测序建立海洋环境PHA 基因库； 培养并筛选产PHA 菌株-构建海洋源PHA 基因库-选择高效产特异型PHA 单体菌株-基因编辑获第 5 代PHA 工程菌。

 

项目主要任务：

海洋环境生物样品采集和环境 PHA 基因库建设：基于厦大“嘉庚号”科考船等单位的长期合作，以及澳鲸潜水公司任务设定，项目将定期采集深海、近海、红树林等不同海洋环境的生物样品；对样品进行宏基因组测序，获取环境细菌全基因组信息和PHA 合成基因序列，建海洋环境PHA 基因库；

 

海洋聚羟基脂肪酸酯（PHA）微生物资源库建设。采用多策略富集培养方法， 增加海洋细菌可培养比率。根据细菌合成PHA 生理机制，采取高盐含油极限条件驯化培养，以获取潜在产 PHA 细菌；在获取大量可培养潜的产 PHA 菌基础上， 采用尼罗红培养基、phaC 合酶混合探测法鉴定产PHA 菌株，建立海洋源产PHA 菌资源库。

 

PHA 胞外分泌型工程菌株构建：从任务 2 的资源库中选取具有新颖 phaC 合酶的菌株进行全基因组测序，获得基因组草图。从基因组草图注释信息中识别带有羟基戊酸酯（HV）和羟基己酸酯（HHx）代谢途径的菌株，并选择高效产该单体的菌株，通过 CRISPR-Cas12a 结合λRed 的基因编辑技术，构建胞外分泌型工程菌。通过测定产PHA 效率及其理化性质，评估工程菌产PHA 能力。

 

项目实施将首次获得海洋源产PHA 微生物资源库，填补海洋源生物高分子材料资源菌库的空白，为建设具有自主知识产权的海洋生物高分子材料产业提供基础。基因编辑获得的新型胞外分泌高产菌株，不仅可利用废弃油生产 PHA，其合成的生物可降解材料，可从根本上解决海洋塑料污染问题。项目符合粤港澳大湾区发展海洋生态产业的宏伟目标。

 

本项目实施年限为 2 年。