技术突破核心 - 中国科学院天津工业生物技术研究所实现以木质素为原料高效合成微生物油脂和蛋白质的技术突破[1] - 技术突破对推进秸秆等农业副产物的绿色生物制造具有重要意义[1] 研究方法与路径 - 研究团队创新性融合基因组碱基编辑技术与液滴微流控超高通量筛选策略[1] - 成功构建出高效降解木质素并同步合成油脂与蛋白的工程菌株[1] - 以具有木质素降解能力的棒状弯孢霉为底盘菌株，构建了铜离子诱导的MCM5-AID碱基编辑系统，显著提升菌株遗传多样性[1] - 利用液滴微流控高通量筛选技术，成功选育出漆酶活性显著提升的突变株M6[1] 技术优势与潜力 - 突变株M6漆酶活性大幅提高，展现出优异的稳定性和工业化应用潜力[1] - 该技术为木质素资源的高值化利用和绿色生物制造开辟了新路径[1] - 解决了木质素高效生物降解与转化在工业生物技术领域面临的挑战，包括降解酶系效率低、优良菌株选育周期长、细胞内碳流定向调控难等多重瓶颈[1]

技术突破核心 - 研究团队成功构建了棒状弯孢霉工程菌株M6，实现了木质素生物合成微生物油脂和蛋白的突破性进展 [5] - 该技术将基因组碱基编辑技术与液滴微流控超高通量筛选策略相结合，为木质素资源高值化利用提供了全新解决方案 [5] 菌株性能提升 - 突变株M6的漆酶活性达到228.58 U/L，较出发菌株大幅提高了75% [6] - 在以木质素为主要碳源的摇瓶发酵条件下，突变株M6的油脂积累量达到细胞干重的49%，菌体蛋白含量稳定在33% [6] - 在5升发酵罐扩大培养时，漆酶活性提升至240.43 U/L，菌体中油脂含量达51%，油脂与蛋白总含量占菌体干重84% [6] 技术方法与机制 - 研究团队构建了铜离子诱导的MCM5-AID碱基编辑系统，在全基因组范围内随机、高效地引入C-to-T和G-to-A突变 [6] - 通过整合转录组与基因组分析发现，突变株M6中脂肪酸合成、固醇代谢及甘油酯代谢途径的多个关键基因表达显著上调 [6] - 木质素降解相关的漆酶编码基因也呈现高表达水平，协同推动细胞内碳代谢流向脂质合成途径的高效转化 [6][7] 产业应用与前景 - 该成果打通了以木质素为碳源合成微生物油脂和蛋白的功能通路，对推进秸秆木质素的绿色生物制造具有重要意义 [7][9] - 全球农林废弃物和造纸工业副产木质素总量每年超过5000万吨，该技术为这一巨大资源的利用提供了可行路径 [5][9] - 相关技术已获得授权发明专利2项，研究成果发表于Bioresource Technology杂志 [8]