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重大突破!中国农科院首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并形成万吨级工业产能
发布时间 : 2021-11-02 浏览 : 194

过多年研究攻关,我国科学家突破了自然光合固碳、固氮系统利用太阳能、反应速度缓慢的局限,突破了天然蛋白质植物合成的时空限制,在国际上首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,创造了22秒工业化一步生物合成蛋白质获得率最高85%的世界奇迹,并已形成万吨级的工业生产能力。微信图片_20211102140549.jpg


中国农业科学院饲料研究所10月30日宣布,我国在一碳生物合成领域取得重大突破性进展:全球首次实现从一氧化碳到蛋白质的合成,并已形成万吨级工业产能。这一举突破了天然蛋白质植物合成的时空限制,为弥补我国农业最大短板——饲用蛋白对外依存度过高提供了国之利器,同时对促进国家“双碳”目标实现深具意义。



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项目首席科学家、中国农科院饲料所研究员薛敏博士介绍,蛋白质的天然合成通常要在植物或植物体内具有固氮功能的特定微生物体内,由自然光合作用形成碳水化合物的糖类,再经过三羧酸循环途径多个复杂的生物转换与酶促反应,形成蛋白质合成需要的氨基酸,进而合成为蛋白质。其中涉及复杂的遗传表达、生化合成、生理调控等生命过程,反应缓慢、物质和能量的转化效率较低,最终积累的蛋白质含量低。


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乙醇梭菌蛋白生产工艺流程。


她强调,在人工条件下,利用天然存在的一氧化碳和氮源(氨)大规模生物合成蛋白质,则不受此限,故长期以来被国际学术界认为是影响人类文明发展和对生命现象认知的革命性前沿科学技术。

该项研究以含一氧化碳、二氧化碳的工业尾气和氨水为主要原料,“无中生有”制造新型饲料蛋白资源乙醇梭菌蛋白,将无机的氮和碳转化为有机的氮和碳,实现了从0 到1的自主创新,具有完全自主知识产权。
以工业化生产1000万吨乙醇梭菌蛋白(蛋白含量83%)计,相当于2800万吨进口大豆(蛋白含量30%)当量,“不与人争粮、不与粮争地”,开辟了一条低成本非传统动植物资源生产优质饲料蛋白质的新途径,可减排二氧化碳2.5亿吨,节省耕地10亿亩(以平均亩产大豆300斤计)。
据悉,近年来我国大豆进口最高年份已超过1亿吨。进口大豆除制备食用油外,最大用途就是满足“史上、世上”最大规模养殖业饲用蛋白质需求。饲用蛋白原料对外依存度长期保持在80%以上,既成为我国农业的最大短板,亦是严重影响国家粮食安全和经济安全的风险所在。


附:中国农业科学院饲料研究所简介


中国农业科学院饲料研究所隶属农业部和中国农业科学院,成立于1991年,以开展饲料科技创新和推动饲料行业科技进步为宗旨,是集饲料科学研究、成果转化与推广、人才培养于一体的现代化国家级研究所。主要开展饲料生物技术、饲料添加剂、畜禽水产饲料与营养、饲料与食品安全、饲料资源开发与评价利用、饲料工程技术、饲料经济信息等方面的研究。是动物营养与饲料科学、生物化学与分子生物学、特种经济动物饲养学科的博士生培养点,设有动物营养与饲料科学博士后流动站。


饲料所现有在职职工110人,其中研究员17人,副研究员32人,博士生导师8人,硕士生导师25人,根据学科发展的需要,聘请了10名在国外著名大学取得博士学位,已在跨国公司工作多年的知名专家作为客座研究员。研究所拥有中国农业科学院杰出人才11名,农业部有突出贡献中青年专家3名。在职人员中博士39人,硕士以上学历人员占66%。人才队伍专业涉及动物营养、畜牧、兽医、微生物、生物技术、精细化工、发酵工程、水产养殖、农产品加工、机械制造、宏观经济管理、信息技术等。



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