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重大突破！中國農(nóng)科院首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，并形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能

發(fā)布日期：2021-11-09　發(fā)布人： 原創(chuàng)　瀏覽次數(shù)：3726
經(jīng)過多年研究攻關(guān)，我國科學(xué)家突破了自然光合固碳、固氮系統(tǒng)利用太陽能、反應(yīng)速度緩慢的局限，突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時(shí)空限制，在國際上首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，創(chuàng)造了22秒工業(yè)化一步生物合成蛋白質(zhì)獲得率最高85%的世界奇跡，并已形成萬噸級的工業(yè)生產(chǎn)能力。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所10月30日宣布，我國在一碳生物合成領(lǐng)域取得重大突破性進(jìn)展：全球首次實(shí)現(xiàn)從一氧化碳到蛋白質(zhì)的合成，并已形成萬噸級工業(yè)產(chǎn)能。這一舉突破了天然蛋白質(zhì)植物合成的時(shí)空限制，為彌補(bǔ)我國農(nóng)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(shí)對促進(jìn)國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)深具意義。

項(xiàng)目首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院飼料所研究員薛敏博士介紹，蛋白質(zhì)的天然合成通常要在植物或植物體內(nèi)具有固氮功能的特定微生物體內(nèi)，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(gè)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)換與酶促反應(yīng)，形成蛋白質(zhì)合成需要的氨基酸，進(jìn)而合成為蛋白質(zhì)。其中涉及復(fù)雜的遺傳表達(dá)、生化合成、生理調(diào)控等生命過程，反應(yīng)緩慢、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化效率較低，最終積累的蛋白質(zhì)含量低。


她強(qiáng)調(diào)，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(zhì)，則不受此限，故長期以來被國際學(xué)術(shù)界認(rèn)為是影響人類文明發(fā)展和對生命現(xiàn)象認(rèn)知的革命性前沿科學(xué)技術(shù)。
該項(xiàng)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(jī)的氮和碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)的氮和碳，實(shí)現(xiàn)了從0 到1的自主創(chuàng)新，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
以工業(yè)化生產(chǎn)1000萬噸乙醇梭菌蛋白（蛋白含量83%）計(jì)，相當(dāng)于2800萬噸進(jìn)口大豆（蛋白含量30%）當(dāng)量，“不與人爭糧、不與糧爭地”，開辟了一條低成本非傳統(tǒng)動(dòng)植物資源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)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(chǎn)大豆300斤計(jì)）。

據(jù)悉，近年來我國大豆進(jìn)口最高年份已超過1億噸。進(jìn)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(zhì)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(nóng)業(yè)的最大短板，亦是嚴(yán)重影響國家糧食安全和經(jīng)濟(jì)安全的風(fēng)險(xiǎn)所在。


附：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所簡介
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所隸屬農(nóng)業(yè)部和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，成立于1991年，以開展飼料科技創(chuàng)新和推動(dòng)飼料行業(yè)科技進(jìn)步為宗旨，是集飼料科學(xué)研究、成果轉(zhuǎn)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(shù)、飼料添加劑、畜禽水產(chǎn)飼料與營養(yǎng)、飼料與食品安全、飼料資源開發(fā)與評價(jià)利用、飼料工程技術(shù)、飼料經(jīng)濟(jì)信息等方面的研究。是動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物飼養(yǎng)學(xué)科的博士生培養(yǎng)點(diǎn)，設(shè)有動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)博士后流動(dòng)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(dǎo)師8人，碩士生導(dǎo)師25人，根據(jù)學(xué)科發(fā)展的需要，聘請了10名在國外著名大學(xué)取得博士學(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué)院杰出人才11名，農(nóng)業(yè)部有突出貢獻(xiàn)中青年專家3名。在職人員中博士39人，碩士以上學(xué)歷人員占66%。人才隊(duì)伍專業(yè)涉及動(dòng)物營養(yǎng)、畜牧、獸醫(yī)、微生物、生物技術(shù)、精細(xì)化工、發(fā)酵工程、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工、機(jī)械制造、宏觀經(jīng)濟(jì)管理、信息技術(shù)等。
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