全球变暖背景下，珊瑚白化事件频发，珊瑚礁生态系统稳定性面临严峻挑战。气候变化引起的异常升温导致珊瑚、虫黄藻及共生微生物之“珊瑚全共生体”失衡甚至崩溃，因此，深刻理解共生成员间互作机制，对于维持营养代谢稳态、修复珊瑚生态系统、保护海洋生态多样性具有重要基础。近日，海南大学南海国重实验室与青岛能源所单细胞中心合作，通过活细胞稳定同位素标记与元拉曼组技术相结合，开发了珊瑚样品的原位代谢物检测方法，发...
随着拉曼流式细胞仪等新装备的出现，拉曼组数据规模正在爆发性增长。如何从这些海量单细胞拉曼光谱中高效、可靠地提取可解释的生物学信息，已成为制约拉曼组广泛应用的重要瓶颈。针对这一行业痛点，青岛能源所单细胞中心开发了面向拉曼组大数据的集成分析框架RamEx。该平台针对拉曼组数据的特点，以自动化质控算法与高效并行计算流程为核心，建立了从数据读取、标准化预处理到下游数据挖掘的一站式工作流，并示范了在单细胞水平...
绿潮灾害目前已蔓延至全球32个国家，我国黄海也连续19年遭遇该灾害。目前已知绿潮暴发过程与机制归因于气候、环境和人类活动等多种因素，但对微观尺度上与浒苔紧密关联的微生物群落的调控作用了解甚少。面对浒苔绿潮这一日益严峻的全球海洋生态灾害，建立高效防控和治理方案成为全球迫切需求。近日，青岛能源所系统解析了绿潮并非单纯的浒苔暴发，而是气候与环境等多种驱因下，浒苔与细菌、古菌、病毒、真菌等微生物构成的“全...
长期以来，白酒、食品及生物制造等泛发酵工业普遍面临微生物群落结构复杂、发酵环境条件严苛等问题。传统多组学技术虽然能够描绘发酵体系中微生物的“组成图谱”，但在高温等极端条件下，哪些微生物仍保持活性并真正参与发酵过程，始终缺乏有效判别手段。这一问题不仅影响发酵机理的深入理解，也制约了关键功能菌的筛选和发酵过程的精准调控。针对上述难题，青岛能源所单细胞中心荆晓艳副研究员带领的研究小组和江南大学徐岩教...
浮游植物是海洋碳汇的重要驱动者，其碳汇作用长期被认为依赖两条经典途径：一是生物碳泵，将光合作用固定的碳转化为颗粒有机碳，输送到深海后长期封存；二是浮游植物释放的活性溶解有机碳，经微生物转化为惰性溶解有机碳（RDOC）后在海水中长期留存。但浮游植物能否不经微生物介导直接产生RDOC这一关键科学问题长期悬而未决。近日，青岛能源所张永雨研究员带领的海洋碳汇与能源微生物研究组，以海洋优势浮游植物类群——硅藻...
啤酒的风味与品质主要由发酵过程中酵母代谢产生的醇、酯、酸等多种化合物共同决定。传统发酵过程监控主要依赖气相色谱、液相色谱等多种仪器来“分别”检测发酵液中不同物质的含量，过程繁琐、耗时长且成本高昂。更重要的是，这些发酵过程监控技术无法快速获取酵母细胞自身的实时代谢状态，也掩盖了细胞群体中存在的代谢差异。针对这一困扰业界多年的技术瓶颈，青岛能源所单细胞中心联合青岛啤酒提出并验证了一种名为“过程拉...
设计培育兼具高产、抗逆与生物质高效转化利用的能饲作物新品种，并在边际土地实现规模化种植，是满足国家能源转型、粮食安全与生态保护等多重需求的重要策略之一。近日，青岛能源所付春祥研究员带领的能源作物分子育种研究组在能饲作物分子育种领域取得重要进展，系统提出了细胞壁高效降解的分子设计策略，并成功开发了单碱基编辑技术，增强了柳枝稷抵抗ALS类除草剂的能力，为培育高品质抗逆能饲作物新品种提供了理论指导与技...
面对近海污染与气候变化双重挑战，开发基于生态系统的协同治理方案至关重要。近日，青岛能源所张永雨研究员带领的海洋碳汇与能源微生物研究团队，系统揭示了大型海藻浒苔在高效去除近海除草剂污染与增强海洋碳汇方面的双重功能与机制，为发展基于海藻生态系统的规模化解决方案提供了重要的科学支撑。针对陆源除草剂输入严重威胁近海生态健康与碳汇潜力的问题，研究团队利用黄海浒苔绿潮作为天然实验平台，结合野外监测与室内实...
乙醇作为一种清洁可再生能源，在工业生产中通常通过分批发酵获得。由于高糖浓度条件往往会诱导酵母细胞产生渗透压及氧化应激反应，抑制乙醇合成并增加副产物甘油的生成，从而限制乙醇的生产效率。近日，青岛能源所智能生物制造研究组王冠副研究员通过多组学联合分析，揭示了在精准控制葡萄糖浓度条件下，酿酒酵母如何优化资源分配，显著提高乙醇产量的分子机制。研究团队此前基于拉曼光谱与智能反馈补料技术建立了高精度控糖系...
木质纤维素类非粮生物质是地球上最丰富的可再生有机资源之一，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。整合生物加工（consolidated biprocessing, CBP）和整合生物糖化（consolidated bio-saccharification, CBS）通过整合技术实现高效的木质纤维素转化，不依赖于纤维素酶制剂，可大幅降低过程成本，提升生物炼制的经济可行性。热纤梭菌（Clostridium thermocellum）是基于CBP和CBS策略进行非粮生物质高效生物转化的理想底盘菌...
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