生物学杂志

生物学杂志 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (2): 22-.doi: 10.3969/j.issn.2095-1736.2021.02.022

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微藻合成生物技术发展总结与展望：从底盘细胞到光合生物制造

  

  1. 1.中国科学院青岛生物能源与过程研究所中国科学院生物燃料重点实验室，青岛266101；2.中国科学院洁净能源创新研究院，大连116023
  • 出版日期:2021-04-18 发布日期:2021-04-25
  • 通讯作者: 吕雪峰，博士，研究员，研究方向为微生物代谢工程， E⁃mail：lvxf@qibebt.ac.cn
  • 作者简介:栾国栋，博士，副研究员，研究方向为微生物代谢工程， E⁃mail：luangd@qibebt.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（31770092、31600034）

Progress and perspective on microalgae synthetic biotechnology：from chassis cells to photosynthetic biomanufacturing

  1. 1. Key Laboratory of Biofuels，Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266101，China；2. Dalian National Laboratory for Clean Energy， Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023，China
  • Online:2021-04-18 Published:2021-04-25

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摘要： 光合生物制造技术是一种全新的生物制造模式，其以光合微藻为底盘，将太阳能和二氧化碳在单一过程、单一平台直接转化为生物燃料和生物基化学品，可以同时起到固碳减排和绿色生产的效果。光合生物制造技术走向工程化、规模化、产业化推广和应用，技术核心是开发生长速度快、合成效率高、工业属性强的高效能光合细胞工厂以及与之适配的过程工程技术体系，而技术取得突破的基础和关键则是优质微藻底盘细胞的开发。从微藻底盘细胞的基因组编辑和调控、微藻代谢网络的优化重塑与定向扩展、微藻光合细胞工厂工业应用属性的优化这3个层面，介绍如何应用合成生物学工具和策略开发“可编辑、可控制、可应用”的微藻底盘细胞和光合细胞工厂，进而推动光合生物制造技术在工业环境下的成功应用。

关键词: 微藻, 合成生物技术, 底盘细胞, 光合细胞工厂, 光合生物制造

Abstract: Photosynthetic biomanufacturing is a new mode of biomanufacturing technology. Taking microalgae as chassis，photosynthetic biomanufacturing technology could directly convert solar energy and carbon dioxide into biofuels and bio⁃based chemicals in a single process and single platform，simultaneously achieving the effects of carbon reduction and green production. Toward application of photosynthetic biomanufacturing technology in industrial process，development of high⁃efficiency microalgae chassis cells and photosynthetic cell factories with fast growth rates，high synthesis efficiency，and strong industrial properties，as well as adapted process technology and system，would be prerequisites. This article presented the progress on engineering "editable，controllableandapplicable" microalgae chassis cells and photosynthetic cell factories through application of synthetic biology tools and strategies，in order to scale up the photosynthetic biomanufacturing technology in industrial process.

Key words: microalgae, synthetic biotechnology, chassis cell, photosynthetic cell factory, photosynthetic biomanufacturing

中图分类号: