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

發(fā)布日期:2021-11-09 發(fā)布人: 原創(chuàng) 瀏覽次數(shù):4460
經(jīng)過多年研究攻關,我國科學家突破了自然光合固碳、固氮系統(tǒng)利用太陽能、反應速度緩慢的局限,突破了天然蛋白質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的合成,創(chuàng)造了22秒工業(yè)化一步生物合成蛋白質獲得率最高85%的世界奇跡,并已形成萬噸級的工業(yè)生產能力。

中國農業(yè)科學院飼料研究所10月30日宣布,我國在一碳生物合成領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的合成,并已形成萬噸級工業(yè)產能。這一舉突破了天然蛋白質植物合成的時空限制,為彌補我國農業(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。

項目首席科學家、中國農科院飼料所研究員薛敏博士介紹,蛋白質的天然合成通常要在植物或植物體內具有固氮功能的特定微生物體內,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)途徑多個復雜的生物轉換與酶促反應,形成蛋白質合成需要的氨基酸,進而合成為蛋白質。其中涉及復雜的遺傳表達、生化合成、生理調控等生命過程,反應緩慢、物質和能量的轉化效率較低,最終積累的蛋白質含量低。


她強調,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,則不受此限,故長期以來被國際學術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技術。
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權。
以工業(yè)化生產1000萬噸乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)計,相當于2800萬噸進口大豆(蛋白含量30%)當量,“不與人爭糧、不與糧爭地”,開辟了一條低成本非傳統(tǒng)動植物資源生產優(yōu)質飼料蛋白質的新途徑,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)濟安全的風險所在。


附:中國農業(yè)科學院飼料研究所簡介
中國農業(yè)科學院飼料研究所隸屬農業(yè)部和中國農業(yè)科學院,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,是集飼料科學研究、成果轉化與推廣、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、飼料添加劑、畜禽水產飼料與營養(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、飼料經(jīng)濟信息等方面的研究。是動物營養(yǎng)與飼料科學、生物化學與分子生物學、特種經(jīng)濟動物飼養(yǎng)學科的博士生培養(yǎng)點,設有動物營養(yǎng)與飼料科學博士后流動站。

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,博士生導師8人,碩士生導師25人,根據(jù)學科發(fā)展的需要,聘請了10名在國外著名大學取得博士學位,已在跨國公司工作多年的知名專家作為客座研究員。研究所擁有中國農業(yè)科學院杰出人才11名,農業(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、精細化工、發(fā)酵工程、水產養(yǎng)殖、農產品加工、機械制造、宏觀經(jīng)濟管理、信息技術等。
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