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ARTP 微生物育種

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生物產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的七大支柱型產(chǎn)業(yè)之一,近年來(lái)年產(chǎn)值已超過(guò)3萬(wàn)億元。我國(guó)的生物產(chǎn)業(yè)雖然體量很大,但一方面缺乏國(guó)際科研與消費(fèi)趨勢(shì)的能力,另一方面產(chǎn)業(yè)主要集中在上游,利潤(rùn)空間狹小且國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不足。生物產(chǎn)業(yè)的核心是性能優(yōu)良的菌株(微生物菌種或者植物種子等),生物產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與良種的選育能力息息相關(guān)。
天木生物是一家聚焦生物育種技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)企業(yè),為從核心提高我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,依托清華大學(xué)技術(shù)雄厚的科研團(tuán)隊(duì),與清華大學(xué)無(wú)錫應(yīng)用技術(shù)研究院、清華大學(xué)化工系綠色生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、清華大學(xué)化工系邢新會(huì)、張翀教授課題組、工物系李和平副研究員課題組及中科院、江南大學(xué)等兄弟院校的相關(guān)研究人員等相關(guān)研究與設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同組建“生物育種研究中心”;面向產(chǎn)業(yè),形成多學(xué)科交叉的科研與特色技術(shù)服務(wù)平臺(tái)。
高效的突變與高通量的篩選是育種技術(shù)的兩個(gè)核心問(wèn)題。天木生物立足于常壓室溫等離子體高效突變技術(shù)、單細(xì)胞培養(yǎng)的微流控高效篩選技術(shù)、壓力遺傳進(jìn)化技術(shù)等生物學(xué)新技術(shù)新方法,與產(chǎn)業(yè)展開(kāi)技術(shù)與裝備的“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合開(kāi)發(fā),研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及特色生物裝備。
為更好地服務(wù)于產(chǎn)業(yè),有效地提高企業(yè)自身的育種能力和研發(fā)水平,天木生物還將在提供專業(yè)裝備、專業(yè)技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)上,打造成為一個(gè)人才培養(yǎng)的平臺(tái)。該人才培養(yǎng)平臺(tái)既可以對(duì)在校生或應(yīng)屆生進(jìn)行專業(yè)的實(shí)踐與培訓(xùn),更可以有效提升產(chǎn)業(yè)有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員的能力。
“自強(qiáng)不息,厚德載物”。天木生物將以提升中國(guó)生物產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力為己任,以“頂天、立地、樹(shù)人”的科研與經(jīng)營(yíng)理念,將清華大學(xué)等科研院所的前沿的科研成果與科研力量嫁接、植根于產(chǎn)業(yè),有力的推動(dòng)我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

 

 

 

 

 

 

誘變育種服務(wù),ARTP誘變?cè)O(shè)備

產(chǎn)地類別 國(guó)產(chǎn)

  常壓室溫等離子體誘變育種儀

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

微生物育種——常壓室溫等離子體 (ARTP) 同傳統(tǒng)的低壓氣體放電等離子體源相比,具有等離子體射流溫度低、放電均勻、化學(xué)活性粒子濃度高等特點(diǎn),基于 ARTP 技術(shù),我公司聯(lián)合清華大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)發(fā)了利用等離子體的手段對(duì)微生物進(jìn)行誘變育種的專用儀器—ARTP 誘變育種儀 (ARTP Mutagenesis Breeding Machine)。該儀器突變率高,并且結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、安全性高、誘變速度快,一次誘變操作(數(shù)分鐘以內(nèi))即可獲得大容量突變庫(kù),極大地提高了菌種突變的強(qiáng)度和突變庫(kù)容量;ARTP 技術(shù)結(jié)合高通量篩選技術(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物快速高效的進(jìn)化育種。

微生物育種——非轉(zhuǎn)基因手段,保證生物的安全性

使用范圍廣,突變性能高

專有氦氣等離子體誘變技術(shù),能量高,基因損傷強(qiáng)度大

操作簡(jiǎn)便安全,易維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用低

二、應(yīng)用領(lǐng)域:
原核生物(如細(xì)菌、放線菌等)、真核生物(如霉菌、酵母、藻類、高等真菌等)及植物細(xì)胞。
截止到2022年10月21日,中文文獻(xiàn)411篇,英文文獻(xiàn)169篇,patents 269篇,學(xué)位論文176篇,共計(jì)1025篇
三、技術(shù)參數(shù)

分類 技術(shù)參數(shù)
整機(jī)功率 500W(MAX)
放電技術(shù) 大氣壓均勻輝光放電,等離子體射流均勻、穩(wěn)定
工作氣體 99.999%及以上高純氦氣
氣量控制范圍 0~15SLM(標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘)
氣量控制精度 ±1.0% F.S.(滿量程)
有效處理間距 2 mm
樣品處理系統(tǒng) 6個(gè)樣品連續(xù)處理和自動(dòng)收集
冷卻系統(tǒng) 外接制冷系統(tǒng)
等離子體射流溫度 ≤37℃
工作環(huán)境要求 溫度15~25℃,濕度≤60%( 建議放置在潔凈室內(nèi) )
應(yīng)用范圍 原核生物(如細(xì)菌、放線菌等)、真核生物
           (如霉菌、酵母、藻類、高等真菌等)

四、應(yīng)用案例:
案例一:應(yīng)用ARTP誘變扭脫甲基桿菌AM1高產(chǎn)吡咯喹啉醌

常壓室溫等離子體誘變育種儀    

圖4 M. extorquens AM1 野生菌 (A) 和正突變株E-F3 (B) 的分批發(fā)酵結(jié)果Fig. 4 Batch fermentation of M. extorquens AM1 (A) and E-F3 (B).

采用常壓室溫等離子體 (ARTP) 進(jìn)行誘變,結(jié)合高通量快速篩選方法,得到以PQQ產(chǎn)量為指標(biāo)的正向突變株。ARTP 誘變的菌株正突變率為31.6%,篩選得到的較優(yōu)正突變株M. extorquens AM1(E-F3),產(chǎn)量達(dá)到54.0 mg/L,是出發(fā)菌株的近3 倍。(生物工程學(xué)報(bào),2016,32(8):1145-1149)
案例二:應(yīng)用ARTP茂源鏈輪絲菌,提高所產(chǎn)谷氨酰胺酶的酶活

常壓室溫等離子體誘變育種儀

ARTP誘變后的典型菌落特征(G1-G14為形態(tài)與出發(fā)菌株不同的典型菌落代表;G15為與出發(fā)菌株形態(tài)相同)

采用ARTP技術(shù)對(duì)鏈霉菌孢子進(jìn)行誘變,突變率42.8%,正突變率20.6%,高產(chǎn)突變株G2-1酶活達(dá)到2.73U/mL,比出發(fā)菌株提高了82%。(微生物學(xué)通報(bào),2010,37(11):1642-1649)

 

 

 

 



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