基于微生物组学关联分析的生物反应过程优化研究

以基于微生物组学分析的枯草杆菌生物过程优化为目标，采用恒化培养和批培养方法研究发酵过程微生物重复样本的基因表达和代谢物浓度偏差，探索引起偏差的微生物内在转录、代谢波动的生物学意义及对实验设计影响，确定实验最小样本数及数据可靠性；定量分析鸟苷发酵过程的基因表达、代谢物、产物形成、环境变量及过程参数的时序变化，利用相关分析统计方法确定可调控工艺参数（pH、DO、RPM等）的高相关度基因及代谢物，建立过程参数的细胞内分子机制和发酵过程优化方法；并采用偏最小二乘回归PLS多元统计方法获得产物形成相关的基因（菌种改造潜在靶点）、代谢物及营养组分（培养基优化）和工艺参数（过程优化），同时揭示发酵过程产物合成与胞内转录和代谢调控的机制性联系，该研究方法及结果不仅有助于枯草杆菌鸟苷发酵的菌种改良与过程优化，而且为其它工业生产用菌株的代谢工程和过程优化整合研究提供新的技术方法，促进我国工业生物技术的发展。