基于大腸桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選育及其代謝調控研究的開題報告一、研究背景及意義丁二酸是一種具有廣泛應用前景的化學品，主要應用于工業(yè)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等領域。目前，丁二酸的工業(yè)生產(chǎn)主要基于化石能源，對環(huán)境的危害性較大。因此，開發(fā)一種可持續(xù)發(fā)展、能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源生產(chǎn)丁二酸的生物過程具有重要意義。近年來，利用厭氧菌株生產(chǎn)丁二酸成為了一種新的研究方向?；诖竽c桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選育及其代謝調控研究，可探索出生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的丁二酸提供一種生物合成的解決方案。二、研究內容及方法本研究的主要內容是基于大腸桿菌AFP111厭氧產(chǎn)丁二酸菌株的選擇及其代謝調控的相關研究。具體的研究內容包括以下方面：（1）AFP111菌株的分離、篩選和鑒定本研究首先將從環(huán)境中采集的厭氧沉積物樣品進行培養(yǎng)，并采用平板分離方法，篩選得到丁二酸產(chǎn)量較高的AFP111菌株。然后，通過形態(tài)學、生理生化特性、16SrRNA基因測序等方法進行鑒定，確定AFP111為一株丁二酸產(chǎn)量較高的大腸桿菌菌株。（2）AFP111菌株代謝調控機制的研究本研究將通過基因工程手段對AFP111菌株代謝途徑進行調控，以提高丁二酸產(chǎn)量。主要從以下幾個方面展開研究：1.優(yōu)化AFP111菌株的營養(yǎng)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件，提高AFP111的生長與丁二酸產(chǎn)量；2.利用代謝工程技術，通過基因敲除和基因表達等手段調控AFP111的代謝途徑，以增加丁二酸的合成量；3.建立AFP111菌株的系統(tǒng)生物學模型，以深入探究其代謝調控機制的分子基礎。（3）丁二酸的生產(chǎn)及其應用針對所選育的AFP111菌株及代謝調控研究結果，本研究將探索丁二酸的高效生產(chǎn)、提純及其應用。具體來說，通過改進工藝流程，發(fā)展一種可持續(xù)發(fā)展的丁二酸生產(chǎn)技術；并研究丁二酸在醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領域的應用前景及集成開發(fā)。三、預期成果通過本研究，預計可以得到以下成果：（1）篩選得到一株高丁二酸產(chǎn)量的AFP111菌株，并進行其代謝調控研究；（2）研究AFP111菌株丁二酸代謝途徑的分子機制及其調控機制；（3）研究生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的丁二酸提供一種生物合成的解決方案；（4）發(fā)展丁二酸的高效生產(chǎn)技術，并研究其應用前景及集成開發(fā)。四、研究意義本研究的意義包括：（1）開拓生物合成丁二酸的新途徑，為生產(chǎn)可持續(xù)性丁二酸提供一種新的解決方案；（2）深入研究AFP111菌株丁二酸代謝途徑的分子機制及其調控機制，為生物合成丁二酸的代謝工程提供理論基礎和方法論；（3）發(fā)展一種可持續(xù)發(fā)展的丁二酸生產(chǎn)技