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重大突破!中國農(nóng)科院首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成,并形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能

發(fā)布日期:2021-11-09 發(fā)布人: 原創(chuàng) 瀏覽次數(shù):3724
經(jīng)過多年研究攻關(guān),我國科學(xué)家突破了自然光合固碳、固氮系統(tǒng)利用太陽能、反應(yīng)速度緩慢的局限,突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時空限制,在國際上首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成,創(chuàng)造了22秒工業(yè)化一步生物合成蛋白質(zhì)獲得率最高85%的世界奇跡,并已形成萬噸級的工業(yè)生產(chǎn)能力。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布,我國在一碳生物合成領(lǐng)域取得重大突破性進展:全球首次實現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成,并已形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能。這一舉突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時空限制,為彌補我國農(nóng)業(yè)最大短板——飼用蛋白對外依存度過高提供了國之利器,同時對促進國家“雙碳”目標實現(xiàn)深具意義。

項目首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院飼料所研究員薛敏博士介紹,蛋白質(zhì)的天然合成通常要在植物或植物體內(nèi)具有固氮功能的特定微生物體內(nèi),由自然光合作用形成碳水化合物的糖類,再經(jīng)過三羧酸循環(huán)途徑多個復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng),形成蛋白質(zhì)合成需要的氨基酸,進而合成為蛋白質(zhì)。其中涉及復(fù)雜的遺傳表達、生化合成、生理調(diào)控等生命過程,反應(yīng)緩慢、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化效率較低,最終積累的蛋白質(zhì)含量低。


她強調(diào),在人工條件下,利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大規(guī)模生物合成蛋白質(zhì),則不受此限,故長期以來被國際學(xué)術(shù)界認為是影響人類文明發(fā)展和對生命現(xiàn)象認知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)。
該項研究以含一氧化碳、二氧化碳的工業(yè)尾氣和氨水為主要原料,“無中生有”制造新型飼料蛋白資源乙醇梭菌蛋白,將無機的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機的氮和碳,實現(xiàn)了從0 到1的自主創(chuàng)新,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
以工業(yè)化生產(chǎn)1000萬噸乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)計,相當(dāng)于2800萬噸進口大豆(蛋白含量30%)當(dāng)量,“不與人爭糧、不與糧爭地”,開辟了一條低成本非傳統(tǒng)動植物資源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)的新途徑,可減排二氧化碳2.5億噸,節(jié)省耕地10億畝(以平均畝產(chǎn)大豆300斤計)。

據(jù)悉,近年來我國大豆進口最高年份已超過1億噸。進口大豆除制備食用油外,最大用途就是滿足“史上、世上”最大規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)飼用蛋白質(zhì)需求。飼用蛋白原料對外依存度長期保持在80%以上,既成為我國農(nóng)業(yè)的最大短板,亦是嚴重影響國家糧食安全和經(jīng)濟安全的風(fēng)險所在。


附:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所簡介
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所隸屬農(nóng)業(yè)部和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,成立于1991年,以開展飼料科技創(chuàng)新和推動飼料行業(yè)科技進步為宗旨,是集飼料科學(xué)研究、成果轉(zhuǎn)化與推廣、人才培養(yǎng)于一體的現(xiàn)代化國家級研究所。主要開展飼料生物技術(shù)、飼料添加劑、畜禽水產(chǎn)飼料與營養(yǎng)、飼料與食品安全、飼料資源開發(fā)與評價利用、飼料工程技術(shù)、飼料經(jīng)濟信息等方面的研究。是動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、特種經(jīng)濟動物飼養(yǎng)學(xué)科的博士生培養(yǎng)點,設(shè)有動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)博士后流動站。

飼料所現(xiàn)有在職職工110人,其中研究員17人,副研究員32人,博士生導(dǎo)師8人,碩士生導(dǎo)師25人,根據(jù)學(xué)科發(fā)展的需要,聘請了10名在國外著名大學(xué)取得博士學(xué)位,已在跨國公司工作多年的知名專家作為客座研究員。研究所擁有中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院杰出人才11名,農(nóng)業(yè)部有突出貢獻中青年專家3名。在職人員中博士39人,碩士以上學(xué)歷人員占66%。人才隊伍專業(yè)涉及動物營養(yǎng)、畜牧、獸醫(yī)、微生物、生物技術(shù)、精細化工、發(fā)酵工程、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工、機械制造、宏觀經(jīng)濟管理、信息技術(shù)等。
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