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陈守文:微生物研究做出大学问

作者:向正鹏 魏世钰   编辑:刘曦    来源:新闻中心  发布时间:2016/05/10

   日前,国家人力资源和社会保障部发布《关于确定2015年国家百千万人才工程入选人员名单的通知》,湖北省3人入选,我校生命科学学院陈守文教授名列其中,并被授予“国家有突出贡献中青年专家”荣誉称号。
    国家百千万人才工程是我国高端人才选拔培养的品牌工程,旨在重点选拔培养瞄准世界科技前沿,能引领和支撑国家重大科技、关键领域并实现跨越式发展的高层次 中青年领军人才。工程1995年底正式启动,2013年起纳入“国家高层次人才特殊支持计划”(万人计划)统筹实施,现每年评选一次,每次选拔400人左 右。
    作为时隔18年我校再次入选该人才工程的专家,陈守文显得很淡定,坦言科研路需要一步一个脚印。

科研路从当助手开始

    1989年,陈守文从华中师范大学生物系本科毕业。同年,他考取华中农业大学硕士,主攻微生物学方向,毕业后留任华中农业大学食品科技学院担任讲师。1995年,在工作了三年后,陈守文考上了无锡轻工大学(现江南大学)攻读博士学位,研究发酵工程。
    1998年,博士毕业后,陈守文开始从事微生物研究,成为喻子牛教授团队的一员,正式开启了自己芽孢杆菌研究工作的生涯。
    喻子牛先后任农业部农业微生物重点实验室主任、微生物农药国家工程研究中心主任、农业微生物学国家重点实验室学术委员会主任等职,是微生物学方面的国家级专家,在芽孢杆菌研究上有很高的造诣。
    在喻子牛的团队里,陈守文以助手的身份负责微生物农药发酵技术。接下来的3年里,陈守文坚守实验室,优化以井冈霉素、阿维菌素等微生物为农药主导产品的发酵生产技术。

微生物研究做出大学问获国家大奖

   “那段时间,我就觉得这个领域大有可为。”从那时起,陈守文就致力于芽孢杆菌发酵调控机理、代谢工程、发酵工程的基础理论与应用研究。
    三年的研究,让陈守文看准了方向,也收获了经验。2001年,喻子牛推荐陈守文参与国家十五攻关项目——“微生物农药发酵新技术新工艺及重要产品规模应用”的研究,陈守文负责研发苏云金芽孢杆菌发酵新工艺新剂型。
    苏云金芽孢杆菌是一类产体胞晶体芽孢杆菌,对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、斜纹夜蛾等害虫的防治具有专一性,是一种无公害的生物农药,农业用量需求相当大。但在当时,苏云金芽孢杆菌发酵效率低下、产品干燥能耗高,严重制约了该生物农药的大规模生产和应用。
    基于这样的现状,陈守文和课题组成员花了五年时间,建立苏云金芽孢杆菌的微滤浓缩新工艺,解决发酵液后处理回收率低等难题,将发酵单位提高50%以上。在 此基础上,他们还研制出苏云金芽孢杆菌水分散颗粒剂、油悬浮剂、微胶囊剂和纳米制剂等新剂型,提高我国苏云金芽孢杆菌杀虫剂的田间应用效果。
    在这期间,团队一共发表SCI论文10余篇,申请并获批5项国家发明专利授权。“这项成果还填补了多项国内空白。”陈守文说,在这个研究成果的基础上,他们起草和制定苏云金芽孢杆菌杀虫剂的系列国家标准,促进了该行业规模化和集约化的健康发展。
    陈守文介绍,该成果在应用领域也广受追捧。从2001年至2005年期间,该技术在湖北康欣农用药业有限公司等3家公司推广,直接经济效益2.4亿元,产品累计示范应用2200万亩次,累计辐射应用面积超过2亿亩次,共挽回农业虫害经济损失28亿元。
    作为微生物农药的五个课题之一,苏云金芽孢杆菌对整个项目的贡献巨大。2006年,“微生物农药发酵新技术新工艺及重要产品规模应用”获2006年国家科学技术进步二等奖。陈守文说,这项研究代表了当时国内最高水平,很多成果至今都还有广泛应用。

抱团攻关在聚γ-谷氨酸领域再获突破

    2006开始,陈守文成立微生物工程课题组,将主攻方向转向芽孢杆菌高产聚γ-谷氨酸的研究及应用。
    聚γ-谷氨酸是一种无毒、无害、可生物降解的生物高分子材料,具有强大的保水、矿物元素螯合、成膜、促进作物生长等多种优良特点,广泛应用于工业、农业、 食品、化工、医药、环保等方面。“它保湿性能优越,还在皮肤表面成膜,使皮肤美白、光滑、抗衰老,是一种新型化妆品保湿剂。”陈守文说。
    与苏云金芽孢杆菌一样,聚γ-谷氨酸的应用瓶颈也在于发酵水平低、生产成本高。为了解决这个问题,陈守文团队采用代谢工程、发酵工程等多种手段,将聚γ- 谷氨酸工业化生产水平提高了4倍。这一系列研究成果,在国内率先实现了聚γ-谷氨酸的产业化生产。此外,该团队还发明了用畜禽粪便、薯渣等农林废弃物固体 发酵联产聚γ-谷氨酸和抗土传病害生防因子方法,达到畜禽养殖废弃物无害化、增值化。
    研究过程中,陈守文团队发现,聚γ-谷氨酸对农作物增产、提质、节肥有促进作用,开发出了聚γ-谷氨酸复合肥等多种肥料,节约肥料10-30%以上。在国际上率先开展聚γ-谷氨酸作为肥料吸收促进剂的农业应用,并以此研发出多种新型生物肥料。
    这一系列研究成果,申报并通过了8项国家发明专利。在湖北省烟草科学研究院、湖北省农业技术推广站、湖北新洋丰等多家单位和企业应用推广后,该成果转化创造社会效益38.7亿元,实现利税4亿元。2014年,该成果荣获湖北省技术发明一等奖。

打造科研平台致力科技创新

    2014年9月,陈守文带着全力支持他的爱人,来到湖大,成为我校“2011计划”生物资源绿色转化湖北省协同创新中心的重要一员。
    陈守文说,在湖大,他看中的是团队建设的自由度和能动性。目前,他组织了生命科学学院从事发酵分析、生物工程下游技术老师,同时从国内外引进代谢工程专业 博士后,邀请纽约州立大学Christopher Nomura副教授加盟,先后成立了湖北大学微生物工程研究团队和湖北大学绿康生物工程研究所。
    团队的初具规模,带来的是科研经费的大幅增加。一年时间里,陈守文团队先后与绿康生化股份等6家企业签订合作协议,加上国家、省、市级课题经费,共计500万元经费将进一步推动研究工作。
    在入围国家百千万人才工程名单后,生命科学学院也为之鼓舞,该院院长马立新说,一直以来,学校高度重视人才工作,相关部门也给予大力支持。近些年来,生科 院围绕人才工作做足文章,推出抢抓人才、吸引人才、取信人才、服务人才的系列举措,让每一个人才引得来、留得住、有发展。
    陈守文说,学校的政策支持,让他信心满满。下一步,他将联合相关大学、科研院所和企业,共同攻关,建立地衣芽孢杆菌代谢工程平台和蛋白/活性肽表达平台, 聚焦开发聚谷氨酸、杆菌肽、生物肥料和生物农药、酶及活性肽、四碳化合物和地衣素等芽孢杆菌代谢产物,力争早日建成地衣芽孢杆菌国际级学术研发平台。



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