分解代谢调控蛋白A对植物乳杆菌AR113体内定殖能力的影响
分解代谢调控蛋白CcpA是革兰氏阳性菌碳分解物阻遏效应核心调控因子，碳代谢直接影响益生菌肠道存活与定殖，但CcpA调控碳代谢如何影响植物乳杆菌体内定殖尚不明确。本研究利用CRISPR/Cas9构建植物乳杆菌AR113的ccpA敲除菌株AR113ΔccpA。体外生长实验显示敲除株最大OD生物量下降0.34，延滞期延长2.63 h，胆汁盐耐受显著变差；细胞粘附、自聚集、共聚集、菌体疏水性无显著变化。
一株源自雷竹笋加工废弃物枯草芽孢杆菌AC P81盐胁迫响应机制的整合基因组与转录组解析
土壤盐渍化是制约农业生产关键难题，耐盐微生物是盐碱地生物改良优质资源。本研究从雷竹笋加工废料分离得到中度耐盐枯草芽孢杆菌ACP81，该菌株最高耐受20% NaCl，6% NaCl为亚致死胁迫浓度。6%盐胁迫下菌株纤维素酶、β-淀粉酶活性显著上升，中性蛋白酶活性下降。
glnR基因在鼠李糖乳杆菌热与氧化应激交叉适应中的作用
热、氧化胁迫是喷雾干燥过程造成乳酸菌活菌大量损失的核心因素，前期研究发现鼠李糖乳杆菌hsryfm 1301存在热-氧化交叉适应（H-OCA）现象，低氮环境可提升菌株双重胁迫耐受，但介导该交叉适应的核心调控基因尚不明确。本研究无痕敲除全局氮调控基因gln获得突变株glnRm，结合Bioscreen生长测定、多重胁迫存活实验、多组转录组测序开展验证。
无色杆菌SMAs-55高亚锑抗性背后的基因组缺失与转录组重编程机制
锑、砷共污染是全球性环境难题，微生物基因组可塑性是极端重金属胁迫适应核心策略，但细菌高亚锑胁迫适应分子机制尚不清晰。本研究从锑矿周边农田分离野生型无色杆菌As-55，该菌株高抗三价砷且具备砷氧化能力，但对三价锑耐受性极低；经高浓度Sb(III)持续胁迫筛选获得自发突变株SMAs-55。
一种可利用戊糖与己糖的新型强耐受凝结芽孢杆菌菌株的拓展基因组与蛋白质组重分配研究
本研究分离获得工业潜力优良的新型凝结芽孢杆菌B-768，该菌株可高效利用木质纤维素水解液中的戊糖、己糖，具备高发酵耐受性。全基因组测序显示其基因组全长3.94 Mbp，远高于已报道凝结芽孢杆菌平均基因组，碳水化合物代谢、可移动元件相关基因大量扩增。表型实验证实该菌可在宽温度区间生长，耐受高乳酸，且能直接利用未脱毒柳枝稷水解液发酵产乳酸。
静息状态下核定位 Hsp104 保护休眠翻译装置
本研究以酿酒酵母为模型，探究解聚酶Hsp104在细胞衰老与静息状态下的核质转运调控及生理功能。细胞营养耗尽、翻译速率下降、切换呼吸代谢时，胞质Hsp104依靠C末端TPR结合基序转运入细胞核；线粒体呼吸是驱动Hsp104入胞的关键代谢信号，该转运过程不依赖Hsp104自身解聚酶活性。核内Hsp104特异性结合翻译起始因子eIF2及多种核糖体蛋白，清除核内蛋白聚集体，与蛋白酶体协同维持核蛋白质稳态。
一套源自奇异变形杆菌的尿素诱导型启动子的开发
导管相关尿路感染是医院最常见感染类型，奇异变形杆菌是核心致病菌，其脲酶会分解尿液尿素产生结晶诱发尿路结石，脲酶操纵子由UreR依赖型双向启动子调控。本研究旨在改造该天然PureD启动子，构建适用于体外实验与体内尿路感染动物模型的尿素诱导表达系统。
异源表达苹果酸代谢相关基因对葡萄汁酵母产葡萄酒风味物质的影响
传统葡萄酒酿造需分两步，先酵母酒精发酵，再乳酸菌苹果酸乳酸发酵（MLF）；乳酸菌在高酒精度、低pH、高SO₂葡萄汁环境生长受阻，易出现发酵停滞，还会生成生物胺等不良副产物。葡萄汁酵母产香表现优于酿酒酵母，但天然转运、降解苹果的能力不足。本研究将裂殖酵母MAE1、MAE2，乳球菌/植物乳杆菌/酒球菌来源mleS、mleA基因分别单基因、双基因串联导入野生工业葡萄汁酵母WY1，构建多株工程菌株；模拟葡萄汁体系实现酒精发酵与苹果酸降解同步进行，系统检测有机酸、高级醇、酯类香气物质。
养分状态改变合成菌群内部细菌互作关系
微生物种间互作决定群落稳定与生态位格局，但驱动互作转变的核心调控因子尚不清晰。本研究从西瓜根际分离16个不同属菌株构建人工合成菌群，利用31种碳源梯度单菌、两两共培养体系，以资源可获得性、代谢相似度为变量探究菌群互作变化规律。结果表明代谢相似度是生态位形变核心驱动力；资源匮乏条件下菌株竞争抑制作用增强，负面互作占比提升；资源充足时71%菌株配对表现互利促进效应，生态位发生扩张。
新型核糖体生物发生抑制剂地衣酸阻断核仁内60S前核糖体成熟
核糖体生物合成是细胞增殖必需过程，肿瘤细胞会过度激活该通路，核糖体合成抑制剂具备抗癌潜力。地衣酸（Usnic acid）是地衣天然次生代谢物，已知有抗肿瘤活性，但作用分子机制尚不清晰。本研究以酿酒酵母为模式，通过荧光示踪、亲和纯化、定量质谱、单颗粒冷冻电镜联合证实
不同代偿突变抑制大肠杆菌rnpA49条件致死表型
RNase P是所有生物必需核糖核蛋白复合物，负责前体tRNA 5'端成熟加工。大肠杆菌rnpA49突变是经典温度敏感突变，编码C5蛋白发生R46H替换，高温下C5可溶性大幅下降，难以与M1 RNA组装形成功能全酶，菌株42℃无法生长。过往研究仅通过质粒过表达、人工敲除等人工手段回补该致死缺陷，缺乏菌株自发代偿突变的系统研究。
利用葡萄种植废弃物提取物绿色合成银纳米颗粒及其生物活性研究
针对临床耐药菌与生物膜感染难题，本研究以葡萄修剪枝条农业废弃物乙醇提取物为还原剂与封盖剂，绿色制备两种银纳米颗粒：单分散mAgNPs（平均12±5 nm）、多分散pAgNPs（平均19±14 nm），两种纳米颗粒常温避光储存一年粒径分布仍保持稳定。体外抑菌实验表明二者仅对革兰氏阴性菌与念珠类酵母菌具备良好杀菌、抑生物膜活性，对革兰氏阳性菌抑制效果微弱；其中多分散pAgNPs抗菌整体性能更优，推测与其尺寸、形貌多样性带来更广作用模式有关。
利用地衣芽孢杆菌甘露聚糖酶BlMan26B将椰干饼渣转化功能性β-甘露寡糖
椰榨副产物椰干饼渣富含甘露聚糖，多廉价用作饲料或废弃填埋，资源化潜力巨大。本研究建立预处理+酶解整套工艺，采用重组GH26家族甘露聚糖酶BlMan26B水解脱脂椰干饼渣，高效制备β-甘露寡糖（β-MOS）。工艺最优条件下寡糖总得率36.7%，产物以二糖至六糖为主。体外功能验证表明β-MOS具备益生元活性，可显著促进多种益生菌增殖；细胞毒性实验证实该寡糖对人皮肤成纤维细胞、单核细胞无损伤；首次证实低剂量β-MOS可剂量依赖性抑制LPS诱导巨噬细胞分泌促炎因子IL-1β，拥有抗炎活性。
基于群体感应遗传回路改造提升工业大肠杆菌低pH下生长与生产稳健性
有机酸发酵过程中代谢产物持续累积会降低发酵液pH，酸性环境抑制菌体生长、降低产物得率，持续加碱中和会提升生产成本、产生大量废水。现有耐酸改造多为全局调控或静态耐酸模块，静态持续表达耐酸基因会消耗细胞资源，低pH工况下功能受限。本研究构建Esa型群体感应动态遗传回路，时序调控DsrA-Hfq耐酸模块仅对数期表达、稳定期自动关闭；原始启动子PesaS存在pH交叉干扰，通过截除间隔序列改造得到无酸响应的PBD启动子，搭配低拷贝质粒优化得到Esa-PBD(L)最优回路。
工程化葡萄汁酵母用于构建高效降苹果酸、低双乙酰生物合成通路研究
葡萄酒酿造分为酵母酒精发酵与乳酸菌苹果酸乳酸发酵两步，乳酸菌发酵极易产生过量双乙酰，带来黄油异味，破坏酒体风味；现有单一改造降双乙酰或降苹果酸菌株无法兼顾两项需求。本研究以工业葡萄汁酵母WY1为底盘，组合改造双乙酰代谢基因（ILV2/ILV6敲除、ILV3/ILV5/BDH1/BDH2过表达、植物乳源aldB异源表达）与苹果酸代谢基因（粟酒裂殖酵母mae1、乳酸乳球菌mleS共表达），构建系列联合工程菌株。
原料多样性对酪丁酸梭菌与工程恶臭假单胞菌转化玉米秸秆糖、木质素料液的影响
木质纤维素生物炼制过程中原料批次差异会改变水解液化学组成，干扰微生物发酵效率，目前缺少可用于工艺放大的微生物性能预测工具。本研究选取12批产地、破碎方式、腐熟程度、解剖组分各不相同的玉米秸秆，统一采用脱乙酰-机械细化-酶解（DMR-EH）工艺处理，分别得到富木质素黑液与糖水解液；以工程恶臭假单胞菌CJ781转化木质素合成粘康酸，野生酪丁酸梭菌发酵糖类生成丁酸。
工程酵母菌群通过组分与时序分工调控混合糖发酵
传统单一工程酵母存在葡萄糖阻遏效应，无法同步高效利用木质纤维素水解液中的葡萄糖、木糖，改造多通路又会带来沉重代谢负担。本研究构建专业化人工酿酒酵母菌群实现代谢分工，一株专一利用葡萄糖、一株专一利用木糖，通过调控菌群初始接种比例（组分分工）、不同菌株接种时序（时序分工）双重策略，灵活调控混合糖消耗动力学与乙醇产出。
工程大肠杆菌醋酸盐适应性实验室进化对葡萄糖发酵琥珀酸合成的影响
琥珀酸是高价值生物基平台化学品，工程大肠杆菌ML（MG1655 ΔpflB ΔldhA）敲除乳酸、甲酸旁路，厌氧条件下利用葡萄糖产琥珀酸能力极弱。两段发酵工艺中好氧阶段以乙酸为唯一碳源可显著提升菌株后续厌氧葡萄糖消耗与琥珀酸合成能力。本研究以乙酸为筛选压力开展适应性实验室进化（ALE），筛选获得进化菌株ML46-05。该菌株乙酸耐受、生长能力大幅提升，两段厌氧发酵中对高葡萄糖底物、高琥珀酸产物抑制抗性显著增强。
从实验室培养数据推导微生物生长速率的难点与误区
百年来微生物学界普遍使用分批培养生长曲线表征菌株生长与适合度，但目前行业没有统一标准的生长速率测算方法。本文系统梳理现有分析手段，区分两类核心生长参数：机理模型拟合得到本征生长速率μ，现象/无模型方法实测最大生长速率μₘₐₓ。数学模拟证明二者不能等价混用，若直接用μₘₐₓ替代μ，不仅绝对生长速率测算存在偏差，计算突变株相对适合度时甚至会出现“有益突变误判为有害突变”的致命错误。
工程化假单胞菌（Pseudomonas putida）提取的玉米秸瓴衍生的糖和木质素流的生物转化
木质纤维素生物炼制中不同批次秸秆原料成分差异会严重干扰后续微生物发酵效率，但原料组分如何影响菌株生长与产物合成缺乏系统定量研究。本文采用脱乙酰化-机械细化-酶解（DMR-EH）工艺处理12批不同产地、破碎方式、腐熟程度的玉米秸秆，分别获得富木质素黑液、糖水解液两类底物；选用工程恶臭假单胞菌CJ781转化木质素生成粘康酸，酪酸梭菌发酵糖类生产丁酸。