锻造驱动产业升级“超级引擎”

AI科技 2025年10月03日 14:22 0 aa

来源：【中国教育新闻网】

实验室主任张友明教授（中）在指导学生做实验。学校供图

小学生和家长在实验室公众开放活动中观摩实验。学校供图

“效率提高了近百倍”，过去人工耗时数周甚至数月的实验工作量，在山东大学微生物改造技术全国重点实验室崔球教授团队开发的“天玑—自动化实验平台”仅需几天就能完成。

“平台突破了当前合成生物学自动化实验室核心装备受制于人、运维成本高、实验效率低等一系列装备及技术瓶颈。我们已经与浙江、湖南等多地企业合作，已与杭州合碳创物公司签订5000万元合作协议，并在200吨级发酵罐上实现规模化生产。”崔球介绍。

微生物和微生物改造技术是生物技术创新的源泉。山大微生物学科自1950年创建以来，抢占生物科技前沿，将微生物这个“看不见的生命”，锻造成驱动产业升级的“超级引擎”，转化为推动国家科技进步的强大动能。

微观世界的探索者

从科研堡垒到国际前沿

“上世纪90年代，为了深入研究基因与肿瘤之间的关系，我设想能不能把某个基因敲除，看它是否对这个肿瘤产生影响。”德国工程院院士、欧洲科学院院士、实验室主任张友明教授说。

以此为契机，张友明发明了被誉为“基因胶水”的Red/ET重组技术，实现基因组的灵活改造，能够让多种细菌、真菌和哺乳动物细胞基因组实现高精准、多靶点、大片段编辑。目前，相关技术已被包括全球前十药企在内的1000余家单位广泛使用，有效防范基因编辑底层技术“卡脖子”风险。

在山东东营，实验室团队利用Red/ET重组技术，研发出广谱性生物固氮菌剂，成功改良土壤，使原本在盐碱地中长势稀松的作物茂盛起来，棉花增产近20%，为盐碱地开发利用提供了新方案。

面对我国海洋强国建设重大战略任务，实验室常务副主任李盛英教授团队与国内外科学家合作，成功构建了全球最大、最完整的海洋微生物组数据库，并完成了卓有成效的基因资源勘探，发现多种全新塑料降解酶、抗菌肽和基因编辑工具，相关成果在国际顶尖期刊《自然》上发表。“我们希望在海洋微生物领域引领一个新赛道，在深海微生物基因矿场插上第一面旗帜。”李盛英说。

多年来，实验室充分发挥教育对科技和人才的支撑作用，从这里走出去的科技人员超过5000人，遍布全国各地。

科技报国的践行者

从瓶瓶罐罐到产业一线

目前，我国每年可收集利用的农业秸秆超7亿吨，过去秸秆处理多是采用焚烧的办法，浪费资源且污染空气。如何利用微生物将其变废为宝？实验室在这一领域已研究70多年。

早在上世纪50年代，山大微生物学科创始人王祖农先生就开启了纤维素降解细菌研究；上世纪70年代末，曲音波教授筛选出我国首株具有完全自主知识产权的纤维素酶高产菌株。经过几十年技术迭代，团队开发出以玉米芯为原料联产高值化学品和液体燃料的生物炼制技术，并将木质纤维素降解酶的应用拓展到制浆造纸、淀粉加工等领域，打破国外技术垄断，先后获得3项国家科技奖。

近年来，实验室又开发了秸秆糖制备及发酵成套技术，为建立“不与人争粮”的先进生物制造体系提供关键技术基础。

实验室还积极推动生物可降解塑料的低碳合成。丁二酸是可降解塑料的重要原料，此前因生物合成成本高，主要从石油中制备。祁庆生教授开发了利用生物质高效合成丁二酸的微生物工业菌种和全套生产技术，打破石油原料依赖。

近年来，实验室多项成果实现超千万元转化价值，相关技术支撑建成国际最先投产、国内首条万吨级的纤维素乙醇生产线，建立了全球最大的海洋源塑料降解酶库，为我国生物技术产业蓬勃发展注入强大动力。

科学梦想的点燃者

从科技高地到公众科普

在实验室第六届“启梦微来”公众开放活动中，博士研究生韩丽媛演示“细菌作画”：用含有荧光基因的菌种在琼脂培养基上“绘制”星空，引得中小学生连连惊叹。

实验室致力于科普工作，为公众揭开微生物高科技的神秘面纱。“我们组建了一支32人科普宣讲团队，打造‘启梦微来’活动品牌，已举办公众开放、科学日、科普大篷车等活动百余场，吸引了数万人参与。”实验室副主任、科普工作负责人张伶俐介绍。2022年，实验室获批首批全国科学家精神教育基地。

除了打开大门邀请公众亲手操作实验设备，实验室还致力于科普资源的创作，用短视频、互动游戏等鲜活形式传播科学知识。实验室推出的“微科普”系列科普文章、“微光科普小课堂”系列短视频等，深入浅出地讲解微生物在日常生活中的应用。

将科学家精神教育与科学知识、科研方法传播有机结合，是实验室的探索方向。“我们不仅要培养微生物领域科技工作者，更要坚持立德树人根本任务，为科技强国培养更多德才兼备的接班人。”实验室党委书记林建群教授说。

《中国教育报》2025年10月03日第04版

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