国家863计划现代农业研究以提高生物产量,实现规模化生产为目标,通过发酵工艺创新,首次实现了天然脱落酸的低成本工业化、规模化生产。
(1)经研究获得脱落酸(ABA,S-诱抗素)菌种生物合成途径关键酶(HMGR和FPP),对二种酶的生物活性及基因序列进行了研究。建立了以HMGR酶基因的敏感序列为靶点,采用UV、NTG与微波复合的碱基突变技术,筛选新的优良菌种的创新菌种选育模型,获得了产酸水平2.0 g/L的新高产菌株,脱落酸的发酵产量水平提高10%以上,突破了已往细胞水平的脱落酸高产菌株选育模型的局限。
(2)在脱落酸的发酵上,通过对发酵工艺的诸多参数进行改进、调整和优化,使工艺更加完善,并结合设备改良和生产管理,节约了能耗,污染率降低了50%,单位时间发酵产酸率提高了28%,生产成本降低了13%,农用脱落酸(ABA,S-诱抗素)的生产成本降至6.0元/克。在此基础上,建立了稳定的脱落酸原药20吨发酵罐的工业化生产线,可年产脱落酸260公斤。
(3)采用环境友好的稳定的辅剂材料,综合考虑制剂新产品加工过程中的活性稳定性、溶解性、耐储存性等,建设了5条制剂生产线,获得了“福生壮芽灵”(0.006%S-诱抗素水剂)、“福施壮”(0.1%S-诱抗素水剂)农药临时登记。
(4)假单胞菌429产脂酶生物水解蜂蜡制备芸薹素内酯原药进入工业化生产,新植物生长物质冠菌素工程菌产量水平大幅度提高。构建了耐高温丁香假单胞工程菌、巴西固氮螺菌DraT-工程菌、哈茨木霉H-13工程菌、含gacA基因的荧光假单胞工程菌等不同功能的调节型工程菌4个;完成了工程菌发酵产生,活性成分的提取、纯化等技术;进行了冠菌素、黄腐酸发酵生产工艺条件的优化和中试;获得了油菜素内酯原药农药登记证、农药生产批准证书;研制了果树调节型防病微生态制剂、聚天冬氨酸增效尿素、冠菌素复合调节剂等多功能新制剂3个;开展了冠菌素、黄腐酸、芸薹素内酯、水杨酸、哈茨木霉H-13提取物、荧光假单胞菌等在棉花、玉米、大豆、小麦、水稻、蔬菜等作物上的室内试验和田间效果试验。