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4月24日，青岛生物能源与过程所在蓝细菌光合生物合成乙醇技术方面取得突破。他们通过光合微生物平台，将二氧化碳和太阳能直接转化为乙醇。与纤维素乙醇等工艺相比，该技术路线减少了原材料预处理、底物提炼过程的损耗，节省了对淡水和用地的需求，在经济性与可持续性上表现出了更大的潜力与优势。
该所副研究员栾国栋告诉记者，玉米乙醇与粮争地、与人争粮；以木质纤维素等农业、林业废弃物为原料的纤维素乙醇合成技术，在纤维素原料预处理及酶解糖化过程中需要消耗大量能量、水和纤维素酶，生产成本较高。为此，该所微生物代谢工程团队以蓝细菌集胞藻为底盘藻株，将来自运动发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶-Ⅱ型醇脱氢酶导入，打通乙醇光合合成路线，实现了工程藻株中乙醇的合成与分泌。该工艺路线的原料是二氧化碳，不需要额外原料供应，可达到减排温室气体的目的。
栾国栋表示，团队还优化了乙醇合成途径与底盘藻株的适配性，使乙醇产量提高了50%；在此基础上结合代谢途径拷贝数强化等策略，获得了具有较强乙醇光合合成能力的工程藻株，在柱式反应器中经过28天培养后，乙醇产量达5.5g/L，合成速率0.2g/L/d，处于国际领先水平。
为进一步提升蓝细菌工程藻株乙醇光合合成的能力，研究人员在集胞藻中构建了酶浓度配比不同的工程菌株，通过代谢工程结合酶活与蛋白含量分析实验，证实了现有工程藻株中丙酮酸脱羧酶的表达量和活性是乙醇合成能力的首要限制因素。提高辅酶和丙酮酸的供应量，也可提高乙醇合成效率。
此外，研究人员针对工程藻株开放式、规模化培养使乙醇合成与积累过程受到微生物菌污染的情况，提出了提高培养体系pH值来抑制侵染并恢复乙醇光合合成的设想。经实验室柱式反应器和户外薄膜挂袋两种体系下进行验证，该策略可以有效解决工程藻株培养过程中的生物污染问题。
