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内蒙古原始森林土壤宏基因组文库构建及低温高活性纤维素酶筛选和特征分析

内蒙古原始森林土壤宏基因组文库构建及低温高活性纤维素酶筛选和特征分析
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  • 批准号:31460002
  • 批准年度: 2014年
  • 学科分类:细菌、放线菌及古菌多样性、分类及系统发育(C010101) |
  • 项目负责人:孟建宇
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:内蒙古农业大学
  • 资助金额:48万元
  • 项目类别:地区科学基金项目
  • 研究期限:2015年01月01日 至 2018年12月31日
  • 中文关键词: 内蒙古;原始森林;宏基因组;纤维素酶;筛选
  • 英文关键词:metagenomics;cellulase;bacteria;Fosmid library;function driving assay

项目摘要

中文摘要

纤维素是解决石化能源短缺及其引起的环境污染问题的最具潜力的途径。现有的纤维素酶活性尚不够高,是现阶段纤维素无法替代石化能源的关键限制因素。而对于气温较低的地区,低温是纤维素利用的另一主要限制因素。研究筛选高酶活低温纤维素酶是解决问题的关键。当前普遍使用的、基于分离培养微生物而筛选高效低温纤维素酶并不成功。而宏基因组技术不依赖于培养,已获得了一些高活性的酶类。但基于宏基因组技术研究筛选低温纤维素酶尚未见研究报道。内蒙古原始森林较多,低温的气候特点突出,蕴藏有丰富多样的低温纤维素酶资源。本项目拟基于宏基因组技术,通过富集低温木质纤维素降解微生物及构建其宏基因组文库,然后以功能驱动方法筛选高酶活纤维素酶,并对其基因和预测蛋白结构进行分析,明确基因和蛋白的结构特点,阐明低温纤维素酶高效降解纤维素的分子机制,为充分认识和利用内蒙古地区低温纤维素酶资源提供理论依据和实践基础。

英文摘要

Cellulose is the most potential solution of petrochemical energy shortage and environmental pollution problems. Existing cellulose enzyme activity is not high enough, which is the key limiting factor for cellulose cannot replace the fossil energy. For low temperature area, low temperature is another major limiting factor for cellulose using. Study of screening high enzyme activity of cold-adapted cellulase is the key to solve the problem. The current widely method used for screening of high efficiency cold-adapted cellulase based on the cultivation of microorganisms is not successful. While the metagenomics technology does not depend on the cultivation, and some highly active enzymes had been isolated by this technology. But the screening of cold-adapted cellulase based on the metagenomics technology has not been reported. There are many primeval forests with the climate characteristics of low temperature in Inner Mongolia. And there are rich varieties of cold-adapted cellulase resources in the primeval forests. This project is based on the metagenomics technology, and builds the metagenomic library through enrichment of lignocellulose-degrading microorganisms at low temperature. Screen high enzyme activity of cellulase by function driving assay method, analyze cellulase gene and predicted protein structure, and define the structure characteristics of specific genes and proteins to clarify the molecular mechanism of efficient degradation of cellulose by cellulase at low temperature. It will provide theoretical basis and practical basis for fully understanding and utilizing the cold-adapted cellulase resources in Inner Mongolia.

评估说明

    国家自然科学基金项目“内蒙古原始森林土壤宏基因组文库构建及低温高活性纤维素酶筛选和特征分析”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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