1、济南大学学科方向团队建设任务书论证会济南大学学科方向团队建设任务书论证会 特殊生境微生物资源及其应用特殊生境微生物资源及其应用汇报人：黄加栋汇报人：黄加栋2014年年12月月4日日一、研究方向一、研究方向 我国国土幅员辽阔，各地生境差异较大。在我国国土幅员辽阔，各地生境差异较大。在一些盐碱、干旱、高温、高盐等特殊生境条件下，一些盐碱、干旱、高温、高盐等特殊生境条件下，存在许多极有价值的微生物资源亟待研究。存在许多极有价值的微生物资源亟待研究。本课本课题组一直致力于微生物检测和特殊生境微生物菌题组一直致力于微生物检测和特殊生境微生物菌种资源挖掘及应用研究，特殊生境菌株由于生长种资源挖掘及应用研究
2、，特殊生境菌株由于生长环境特殊而较普通生境微生物具有更为特殊的生环境特殊而较普通生境微生物具有更为特殊的生物学活性，在微生物来源新药开发、污水处理及物学活性，在微生物来源新药开发、污水处理及废弃物资源化利用方面具有广泛应用价值。废弃物资源化利用方面具有广泛应用价值。罗布泊罗布泊海洋海洋腾冲热泉腾冲热泉高盐废水活性污泥高盐废水活性污泥1.特殊生境中药用微生物筛选及检测特殊生境中药用微生物筛选及检测 课题组与塔里木盆地生物资源保护利用省部共建国家课题组与塔里木盆地生物资源保护利用省部共建国家重点实验室建立合作关系，从罗布泊等特殊生境中筛选获得重点实验室建立合作关系，从罗布泊等特殊生境中筛选获得具有
3、不同生物学活性的菌株，通过分级沉淀、柱层析法分离具有不同生物学活性的菌株，通过分级沉淀、柱层析法分离纯化获得活性物质主要组分，经三氟乙酸水解、纯化获得活性物质主要组分，经三氟乙酸水解、HPLC、GC、GS-MS、LC-MS、IR、NMR等技术鉴定并解析这些等技术鉴定并解析这些活性物质主要组分的结构，以人脐静脉血管内皮细胞以及活性物质主要组分的结构，以人脐静脉血管内皮细胞以及ApoE-/-小鼠为模型，筛选能够调节血管内皮细胞凋亡、老小鼠为模型，筛选能够调节血管内皮细胞凋亡、老化、炎性因子释放以及稳定动脉粥样硬化斑块的特殊生境来化、炎性因子释放以及稳定动脉粥样硬化斑块的特殊生境来源微生物活性物质，
4、初步阐明特殊生境微生物活性物质药物源微生物活性物质，初步阐明特殊生境微生物活性物质药物作用机制，构建微生物活性物质库，建立微生物活性物质筛作用机制，构建微生物活性物质库，建立微生物活性物质筛选平台。选平台。010203040506070800.00.10.20.30.40.50.60.70200400600800100012000.000.010.020.030.040.050.06 OD490nmOD550nmTest tubeFlocculating ability(u)ZL-A Flocculating ability(u)OD280nmOD280nm0102030400.00.10.2
5、0.30.40.5-10001002003004005006007008009001000-0.0020.0000.0020.0040.0060.0080.0100.0120.0140.0160.0180.020 OD490nmOD490nmTest tubeFlocculating ability(u)OD280nmZL-C Flocculating ability OD280nm多糖样品的纯化多糖样品的纯化离子交换层析离子交换层析凝胶过滤层析凝胶过滤层析Minutes0510152025303540Volts-0.0010.0000.0010.0020.0030.0040.005Volts
6、-0.0010.0000.0010.0020.0030.0040.005 26.818Detector A040330t70组分1001Retention Time多糖样品多糖样品HPLC纯度分析纯度分析多糖纯品酸水解后多糖纯品酸水解后GC-MS分析分析多糖纯品多糖纯品NMR分析分析2.剩余活性污泥的无害化及减量处理剩余活性污泥的无害化及减量处理 课题组以筛选获得的特殊生境微生物为基础，通过定课题组以筛选获得的特殊生境微生物为基础，通过定向驯化及菌种改造，获得降解向驯化及菌种改造，获得降解17-乙炔基雌二醇等多种激乙炔基雌二醇等多种激素类污染物能力提高的菌株，为实现剩余活性污泥的无害素类污染物
7、能力提高的菌株，为实现剩余活性污泥的无害化处理奠定研究基础。化处理奠定研究基础。课题组与企业合作，经多年驯化获得能够有效处理氯课题组与企业合作，经多年驯化获得能够有效处理氯离子浓度超过离子浓度超过20g/L的高盐度有机氯化物废水的活性污泥菌的高盐度有机氯化物废水的活性污泥菌群，解决了非稀释条件下活性污泥法处理高盐度有机废水群，解决了非稀释条件下活性污泥法处理高盐度有机废水难以达标排放的行业难题。同时从这一超高盐度特殊生境难以达标排放的行业难题。同时从这一超高盐度特殊生境的活性污泥中筛选得到产聚羟基脂肪酸酯（的活性污泥中筛选得到产聚羟基脂肪酸酯（PHA）的菌株，）的菌株，可以利用经水解酸化的高盐
8、度剩余活性污泥产物作为培养可以利用经水解酸化的高盐度剩余活性污泥产物作为培养基发酵生产基发酵生产PHA，实现高盐度废水处理剩余活性污泥的资，实现高盐度废水处理剩余活性污泥的资源化利用。源化利用。皂化废水皂化废水是以是以氯醇法合成环氧丙烷过程中所产生的废氯醇法合成环氧丙烷过程中所产生的废水，该方法以石灰乳或电石灰为皂化剂水，该方法以石灰乳或电石灰为皂化剂，因此废水中存，因此废水中存有大量的饱和有大量的饱和Ca(OH)2和皂化生成物和皂化生成物CaCl2；该废水的特；该废水的特点是高温、高点是高温、高pH值、高盐、高值、高盐、高SS、高、高COD。环氧丙烷产环氧丙烷产量量200万吨万吨/年，皂化废
9、水：年，皂化废水：8000万万m3/年。利用活性污泥年。利用活性污泥法可有效处理皂化废水，但每年外排剩余活性污泥法可有效处理皂化废水，但每年外排剩余活性污泥300,000 m3，对环境造成二次污染。，对环境造成二次污染。高盐度环氧丙烷皂化废水有机物成分表高盐度环氧丙烷皂化废水有机物成分表Molecular formulaCAS numberNamePercentage(%)Concentration(mg/ml)C2H2Cl4O4885-02-3Bis(dichloromethyl)ether63.412.116CHCl367-66-3Trichloromethane25.710.537C11
10、H22O2110-42-9Methyl n-caprate6.42.624C11H22O224323-23-7methyldecanoic acid3.51.435C17H3614905-56-7Tetradecane,2,6,10-trimethyl-0.50.205C17H34O2506-12-7Heptadecanoic acid0.30.0573C17H34O2506-12-7Tetradecane,5,9,13-trimethyl-0.20.0382SBR污泥驯化设备污泥驯化设备驯化污泥合成驯化污泥合成PHA策略策略驯化污泥合成驯化污泥合成PHA的过程的过程污泥污泥工厂工厂短链脂肪酸
11、短链脂肪酸废水废水PHAPHA污泥生产链污泥生产链3.特殊生境微生物群落分析及功能基因资源挖掘特殊生境微生物群落分析及功能基因资源挖掘 提取来自不同特殊生境中各类样本的宏基因组提取来自不同特殊生境中各类样本的宏基因组DNA，通过通过T-RFLP、构建、构建16S rDNA基因文库、基因文库、DGGE等方法，等方法，分析样本中不同微生物的丰富度。今后拟对宏基因组分析样本中不同微生物的丰富度。今后拟对宏基因组DNA中中16S rRNA的的V4高变区直接测序。通过测序结果结合理化高变区直接测序。通过测序结果结合理化因素的分析揭示环境因素的变化是特殊生境中微生物群落因素的分析揭示环境因素的变化是特殊生
12、境中微生物群落组成差异的主导因素。并拟通过对样本宏基因组的全基因组成差异的主导因素。并拟通过对样本宏基因组的全基因测序结合数据分析，深入挖掘样本中存在的特殊基因资源，测序结合数据分析，深入挖掘样本中存在的特殊基因资源，为实现其体外高效表达奠定研究基础。为实现其体外高效表达奠定研究基础。利用利用27F-FAM 和和 1492R荧光引物荧光引物PCR电泳图电泳图1)T-RFLP活性污泥宏基因组活性污泥宏基因组DNA电泳图电泳图T-RFLP结果分析结果分析SamplingNo.MargalefindexShannonindexPielouindexSimpsonindexS11.30291.0105
13、0.51930.4381S20.86860.68740.42710.3029S30.65140.57590.41550.2657基于基于T-RFLP的微生物多样性分析的微生物多样性分析16S rDNA PCR电泳图电泳图蓝白斑筛选平板蓝白斑筛选平板2)构建构建16S rDNA基因文库基因文库3)16S rDNA-PCR-DGGEDGGE电泳图电泳图电泳条带电泳条带DNA丰富度分析丰富度分析二、学术队伍二、学术队伍 团队成员团队成员9人，全部具有博士学位，其中人，全部具有博士学位，其中1人为教授，人为教授，5人为副教授，高职称人员比例达人为副教授，高职称人员比例达67%。团队中既有微生物检测方面
14、的研究人员，。团队中既有微生物检测方面的研究人员，也有微生物筛选及活性评价方面的研究人员，也有微生物筛选及活性评价方面的研究人员，团队结构合理。团队结构合理。团队学术队伍基本情况团队学术队伍基本情况姓名姓名出生出生年月年月学位学位专业技专业技术职务术职务研究方向研究方向工作单位工作单位黄加栋黄加栋1974.2博士博士教授教授微生物检测微生物检测生物科学与技生物科学与技术学院术学院李强李强1977.1博士博士副教授副教授环境微生物环境微生物生物科学与技生物科学与技术学院术学院刘素刘素1981.7博士博士副教授副教授微生物检测微生物检测资源与环境资源与环境学院学院葛慎光葛慎光1980.2博士博士副
15、教授副教授微生物检测微生物检测化学化工学院化学化工学院李玉梅李玉梅1980.6博士博士副教授副教授环境微生物环境微生物生物科学与技生物科学与技术学院术学院孟宁孟宁1982.10博士博士副教授副教授化学生物学化学生物学生物科学与技生物科学与技术学院术学院王玉王玉1982.6博士博士讲师讲师分析化学分析化学生物科学与技生物科学与技术学院术学院李连博李连博1984.8博士博士讲师讲师细胞生物学细胞生物学生物科学与技生物科学与技术学院术学院罗琰罗琰1981.8博士博士讲师讲师环境微生物环境微生物生物科学与技生物科学与技术学院术学院三、科学研究三、科学研究 课题组近三年在国内外发课题组近三年在国内外发7
16、0多篇高水平论多篇高水平论文（其中影响因子文（其中影响因子5以上以上8篇，篇，3以上以上31篇）。篇）。目前团队带头人已获目前团队带头人已获2014年山东省自然科学杰年山东省自然科学杰出青年基金资助，力争在国家自然科学基金重出青年基金资助，力争在国家自然科学基金重点项目等有所突破。团队力争发表高水平科研点项目等有所突破。团队力争发表高水平科研论论25-40篇，申请专利篇，申请专利10-20项。项。代表性科研论文代表性科研论文序号序号论文名称论文名称作者（作者（*）发表时发表时间间发表刊物、会议名称或发表刊物、会议名称或ISSN、检索号、检索号1Electrochemical sensor us
17、ing neomycin-imprinted film as recognition element based on chitosan-silver nanoparticles/graphene-multiwalled carbon nanotubes composites modified electrodeJiadong Huang(通信作者通信作者)2013Biosensors and Bioelectronics,2013,44:70-76.（SCI,IF=6.451）23.Yu Wang,Xiang-Hua Deng,Zhan Wu,Hao Tang,and Jian-Hui Ji
18、ang.Surface enhanced Raman scattering based sensitive detection of histone demethylase activity using formaldehyde-selective reactive probe.Yu Wang2013Chemical Communications 2013,49,8489-8491.(IF=6.169)3Electrochemical sensor based on gold nanoparticles fabricated molecularly imprinted polymer film
19、 at chitosan-platinum nanoparticles/graphene-gold nanoparticles double nanocomposites modified electrode for detection of erythromycinJiadong Huang(通信作者通信作者)2012Biosensors and Bioelectronics,2012,38:163-169.（SCI,IF=5.361）4A novel label-free electrochemical aptasensor based on graphene-polyaniline co
20、mposite film for dopamine determinationJiadong Huang(通信作者通信作者)2012Biosensors and Bioelectronics,2012,36:186-191.（SCI,IF=5.361）5Electrochemical sensor based on molecularly imprinted film at polypyrrole-sulfonated graphene/hyaluronic acid-multiwalled carbon nanotubes modified electrode for determinati
21、on of tryptamineJiadong Huang(通信作者通信作者)2012Biosensors and Bioelectronics,2012,31:277-283.（SCI,IF=5.361）6Structural Insights on the Bacteriolytic and Self-protection Mechanism of Muramidase Effector Tse3 in Pseudomonas aeruginosa，Lianbo Li（第一作者）（第一作者）2013Journal of Biological Chemistry,0021-9258,288(
22、42),30607-13.（SCI，IF=4.651）7A butyrolactone derivative suppressed lipopolysaccharide-induced autophagic injury through inhibiting the autoregulatory loop of p8 and p53 in vascular endothelial cells.Ning Meng（第一作者）（第一作者）2012Int J Biochem Cell Biol,2012,44(2):311-9.（SCI，IF=4.152）8Aptasensor based on t
23、he synergistic contributions of chitosan-gold nanoparticles,grapheme-gold nanoparticles and multi-walled carbon nanotubescobalt phthalocyanine nanocomposites for kanamycin detectionJiadong Huang(通信作者通信作者)2014Analyst,2014,139:299-308.（SCI，IF=3.906）9A molecularly-imprinted electrochemical sensor based
24、 on a grapheme-Prussian blue composite-modified glassy carbon electrode for the detection of butylated hydroxyanisole in foodstuffsJiadong Huang(通信作者通信作者)2013Analyst,2013,138:5949-5955.（SCI，IF=3.906）10Optimization of fermentation conditions and properties of an exopolysaccharide from Klebsiella sp.H
25、-207 and application in adsorption of hexavalent chromium.Li Qiang（第一作者）（第一作者）.2013PLoS One,2013,8(1):e53542.（SCI,IF:3.73）代表性科研项目代表性科研项目序号序号项目、课题名称项目、课题名称（下达文件编号或项目编号）（下达文件编号或项目编号）来源来源起讫时间起讫时间承担人（承担人（*）经费经费（万元）（万元）1基于基因工程单链抗体的食品中小分子化学基于基因工程单链抗体的食品中小分子化学污染物快速检测压电免疫传感器研究污染物快速检测压电免疫传感器研究(31171700)国家自然科
26、学国家自然科学基金基金2012.01-2015.12黄加栋黄加栋（主持）（主持）652基于纳米增效分子印迹膜的农药多残留高通基于纳米增效分子印迹膜的农药多残留高通量快速检测传感器微阵列研究量快速检测传感器微阵列研究（30972056）国家自然科学国家自然科学基金基金2010.01-2012.12黄加栋黄加栋（主持）（主持）323基于糖基功能化分子印迹聚合物的细菌毒素基于糖基功能化分子印迹聚合物的细菌毒素检测生物传感器检测生物传感器(30911140278)国家自然科学国家自然科学基金基金2009.06-2011.05黄加栋黄加栋（主持）（主持）84农产品中痕量环境内分泌干扰物残留检测的农产品中
27、痕量环境内分泌干扰物残留检测的纳米增效分子印迹仿生传感技术研究纳米增效分子印迹仿生传感技术研究(30700535)国家自然科学国家自然科学基金基金2008.01-2010.12黄加栋黄加栋（主持）（主持）185 土壤杆菌土壤杆菌M503低分子量低分子量-1，3-葡聚糖生物絮葡聚糖生物絮凝剂合成相关基因的克隆及功能分析凝剂合成相关基因的克隆及功能分析（31100088）国家自然科学国家自然科学基金基金2012.01-2014.12李强李强（主持）（主持）226利用节杆菌利用节杆菌B4胞外多糖研究多糖抑制铜绿假胞外多糖研究多糖抑制铜绿假单胞菌生物膜形成的关键机制单胞菌生物膜形成的关键机制(3130
28、0045)国家自然科学国家自然科学基金基金2014.01-2016.12李玉梅李玉梅（主持）（主持）237利用新型吡唑衍生物研究血管内皮细胞自噬利用新型吡唑衍生物研究血管内皮细胞自噬与血管生成的关联机制与血管生成的关联机制(31200859)国家自然科学国家自然科学基金基金2013.1-2015.12孟宁孟宁（主持）（主持）238基于核酸适配子的海产品中有机砷检测分子基于核酸适配子的海产品中有机砷检测分子印迹压电传感器印迹压电传感器国家自然科学国家自然科学基金基金2012.01-2014.12刘素刘素（主持）（主持）249基于点击化学的微囊藻毒素化学传感器构建基于点击化学的微囊藻毒素化学传感器
29、构建国家自然科学国家自然科学基金基金2013.01-2015.12葛慎光葛慎光（主持）（主持）2510加工食品中生物危害物多元识别与控制技术加工食品中生物危害物多元识别与控制技术科技部科技部863项项目目2012.01-2015.12黄加栋黄加栋（子课题负（子课题负责人）责人）64四、教学与人才培养四、教学与人才培养 团队有团队有6位成员具有指导研究生资格。在位成员具有指导研究生资格。在三年建设期中，力争指导研究生发表三年建设期中，力争指导研究生发表SCI收录收录论文论文20篇以上，指导学生参加挑战杯、国家级篇以上，指导学生参加挑战杯、国家级大学生科技创新计划、大学生科技创新计划、SRT等项目
30、，并获得相等项目，并获得相应奖励。应奖励。五、学术交流五、学术交流 积极参加国际、国内学术会议。团队成员积极参加国际、国内学术会议。团队成员参加国际或国内高水平学术会议参加国际或国内高水平学术会议15-20人次以人次以上，做大会报告上，做大会报告5-8次或主办次或主办1次以上国内学术次以上国内学术会议。会议。六、条件建设六、条件建设 学院将根据团队建设发展需要，购置变学院将根据团队建设发展需要，购置变性梯度凝胶电泳仪（性梯度凝胶电泳仪（DGGE）、实时定量）、实时定量PCR仪、荧光倒置显微镜等仪器设备，为团队发展仪、荧光倒置显微镜等仪器设备，为团队发展提供良好的实验平台。提供良好的实验平台。请各位领导和专家批评指正！请各位领导和专家批评指正！谢谢！谢谢！
