四川大學輕工科學與工程學院
基層教學組織教研活動簡報
2023年 第39期
四川大學輕工科學與工程學院本科教學督導組編印 2023年12月11日
聚焦科教融合，輕工生物技術教研室舉辦“大川小生”教研走廊活動之學科前沿講壇
為了進一步強化輕工生物技術教研室組織建設和專業人才培養成效，輕工生物教研室著力打造以“三鎮一谷”為核心的 “大川小生”教研走廊系列活動。2023年6月至11月，輕工生物教研室以“大川小生”教研走廊系列活動之學科前沿講壇為抓手，深入推進輕工生物技術專業科教融合。
國家重點研發指南專家、中國科學院成都生物研究所李東研究員作題為“城鄉生物質廢棄物資源化利用助力碳中和”的報告。碳達峰、碳中和對我國實現高質量發展具有重要意義，李東團隊聚焦于發展碳零排、負排技術，充分利用城鄉生物質廢棄物資源。研究利用生物天然氣等生物能源技術應用于茅臺酒糟產生物燃氣、餐廚垃圾厭氧消化處理、糞污沼氣發電等項目以實現碳零排。此外，他們還在生物發酵人工腐殖化還田利用、化學催化人工腐殖化還田利用、生物炭肥制備及其農業應用、貧瘠土地改良以及生態復綠、垃圾衍生廢液資源回收利用、基于細胞工廠的CO2固定利用等技術實現碳負排等方面有研究成果。
圖1 李東研究員作報告
國家杰青、中國科學院昆明植物研究所黃勝雄研究員作題為“植物天然藥物次生代謝途徑解析、進化及應用”的報告。植物藥歷史悠久，與人類醫學的發展密切相關，但是植物藥面臨資源受限的挑戰，解析其中活性成分的合成代謝途徑并利用細胞工廠高效生產是新機遇。黃勝雄團隊聚焦于托品烷生物堿（TAs）這類重要的藥用天然產物，解析其中莨菪堿關鍵骨架合成酶聚酮合酶PYKS的結構及作用機制，可卡因骨架的生物合成途徑，并且將過去對可卡因托品骨架合成順序錯誤的觀點進行了糾正，然后在煙草中實現了可卡因的從頭合成。此外，他們還對可卡因和莨菪堿中相似的代謝途徑的進化進行了探索，闡明了兩類生物堿中MT4、CYP81AN15與CYP82M3的催化機制，以及兩物種基因的獨立、趨同進化模式。
圖2 黃勝雄研究員作報告
四川省微生物學會理事長、四川大學生命科學學院孫群教授作題為“肌原纖維蛋白與綠原酸復合物通過腸道微生物對二型糖尿病大鼠的血糖調節作用”的報告。多酚來源廣泛，眾多研究報道具有降血糖的功能，但是多酚的生物利用率較低，孫群團隊聚焦于將多酚與食品基質形成結合態以改善多酚生物利用率，其中，多酚與蛋白的結合以及多酚、蛋白復合物使用后對腸道微生態的影響是重點研究方向。將肌源蛋白（MP）與綠原酸（CGA）進行分子對接發現了其關鍵結合位點，通過體外模擬消化實驗闡明MP-CGA非共價結合物在改善糖尿病上更具有潛力，進一步通過動物實驗表征了MP-CGA復合物對血糖、血脂的調節作用，對糖異生相關酶的抑制作用，對腸道炎癥改善、腸道屏障功能恢復的作用。另外對腸道微生物構成、代謝物組成也產生了眾多影響，這些研究表明MP-CGA復合物灌胃能有效改善T2DM大鼠高血糖和高脂血癥。孫群團隊在蛋白質-多酚復合物的功能互作以及其對腸道微生態的影響做出了許多探索，為推動蛋白質-多酚復合物在肉制品中的應用奠定了基礎。
圖3 孫群教授作報告
四川省微生物學會副理事長、中國科學院成都生物研究所趙海研究員作題為“復雜發酵體系功能微生物和功能酶系的表征與應用-以大曲為例”的報告。
大曲的制造對白酒釀造至關重要，但當前的大曲質量評價存在檢測結果滯后的問題，趙海團隊結合干濕實驗解析白酒釀造過程中的微生物功能機制，全面客觀的指導質量評價體系的建立。他們通過宏基因組、宏轉錄組等手段確認并解析濃香型大曲的活性微生物及功能酶系，利用多維宏組學實現對研究結果的驗證，做到了從數據到證據的飛躍；此外，他們還開發了濃香型大曲酶系的大通量檢測新方案，通過酶譜對大曲實現精細化分類。趙海團隊在大曲發酵體系中功能微生物、功能酶系的表征以及在大曲精細化檢測、分類領域做出了積極探索，為傳統發酵工程和技術帶來了從系統學角度考慮問題的新思路。
圖4 趙海研究員作報告
四川大學輕工科學與工程學院周榮清二級教授作題為“基于功能菌（群）擾動菌群結構與代謝調控改善傳統發酵技術的應用”的報告。利用基于功能菌株或菌群的生物強化技術能實現對傳統發酵食品品質的提升，周榮清團隊關注利用生物強化技術改善白酒釀造微生態系統的微生物和代謝。他們以濃香型白酒釀造微生態系統為對象，揭示了合成菌群和太空誘變的代謝調控機理，解析了優質大曲驅動窖泥菌群及其代謝定向進化的機制，構建了基于大曲與窖泥特定組合改善糟醅風味的應用技術，明確了群落演替速率是調控糟醅發酵和改善風味特征的關鍵因素。周榮清團隊在利用功能菌群擾動群落結構，利用代謝調控改善傳統發酵技術方面做出積極探索，為白酒釀造研究的穩定菌群構建、發酵過程精準定向智能調控以及白酒風味研究提出了新的思路和方法。
圖5 周榮清教授作報告
國家海外高層次引進人才、四川大學生命科學學院肖朝文研究員作題為“植物細胞壁合成代謝與生物質形成”的報告。
細胞壁直接影響植物的生長發育，對生物能源的開發和利用具有環境效益和經濟價值，肖朝文團隊關注植物細胞壁合成、降解相關的分子機制以及生物質資源的開發利用。肖朝文團隊在植物細胞壁合成代謝的分子機制方向做出了許多貢獻，為后續開發利用其中的生物質奠定了理論基礎。
圖6 肖朝文研究員作報告
