【正文】 藻非油脂組分的組成對(duì)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣過程的影響規(guī)律 。 9. 全生命周期相關(guān)模型和軟件的設(shè)計(jì) 。 10. 根據(jù)來自實(shí)驗(yàn)室和工廠規(guī)模的數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型。 6. 確定能源微藻細(xì)胞特性對(duì)不同油脂提取方法與效率的影響規(guī)律并解析其機(jī)制。 7. 掌握藻渣與煤共氣化時(shí)對(duì)煤氣化動(dòng)力學(xué)的影響以及煤灰熔點(diǎn)影響，確定合適的氣化工藝條件。 8. 初步完成藻渣與煤共氣化過程中氮、磷元素的遷移規(guī)律。 9. 完成 能源微藻非油脂組分的組成對(duì)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣過程的影響規(guī)律 。 完成全生命周期相關(guān)模型和軟的設(shè)計(jì) 。 10. 在 SCI 和 EI 期刊上發(fā)表論文3446； 申請(qǐng)專利 914 項(xiàng) ； 培養(yǎng)12 名博士研究生和 1213 名碩士研究生 。 第 四 年 1. 對(duì)小球藻、三角褐指藻等優(yōu)良藻株進(jìn)行比較基因組學(xué)研究，通過基因組再測(cè)序并與參考序列比較，甄別可規(guī)?；囵B(yǎng)的優(yōu)良能源微藻藻株及其改良藻株的遺傳差異，闡明優(yōu)良生產(chǎn)性狀遺傳基礎(chǔ)，為基因工程改造提供基礎(chǔ)。 2. 基于能源微藻的代謝網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)，結(jié)合組學(xué)技術(shù)，甄別和改造可工業(yè)規(guī)模培養(yǎng)的能源微藻的碳流分配規(guī)律和油脂合成積累的調(diào)控基因及高效光能利用和固碳的調(diào)控基因或因子，初步進(jìn)行構(gòu)建高油脂合成、高光效的轉(zhuǎn)基因株系，探索能源微藻工程1. 提供 23種能源微藻與規(guī)?；苽潴w系相關(guān)的生物學(xué)特征。 2. 建立純化轉(zhuǎn)基因能源微藻藻落的技術(shù)體系，發(fā)掘 510 個(gè)影響能源微 藻脂肪酸合成及油脂積累的關(guān)鍵調(diào)控因子， 建立 12 種高效的能源微藻基因組規(guī)模突變方法，獲得 35 株生長(zhǎng)快，高產(chǎn)油脂的突變能源微藻藻種。 3. 提出基于微藻代謝的過程優(yōu)化控制方法，形成技術(shù)方案；開始進(jìn)行規(guī)模培養(yǎng)示范；并對(duì)優(yōu)化反應(yīng)器進(jìn)行逐級(jí)放大并通過自養(yǎng)培養(yǎng)驗(yàn)證，得到放大規(guī)律。 4. 完成主要環(huán)境因子作用下的脂代謝標(biāo)志物 23 個(gè)的鑒定，全面 18 18 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 藻株應(yīng)用的可行性。 3. 能源微藻的代謝規(guī)律及代謝流的動(dòng)態(tài)變化研究，基于代謝的過程優(yōu)化控制方法 及光生物反應(yīng)器的放大規(guī)律研究。 4. 完成環(huán)境因子對(duì)能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程的調(diào)控與響應(yīng)規(guī)律研究；完成能源微藻培養(yǎng)體系CO2 吸收規(guī)律及其與培養(yǎng)過程的耦合；全面開展能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程優(yōu)化方法；進(jìn)行能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程放大規(guī)律研究；進(jìn)行室外微藻規(guī)模培養(yǎng)，初步進(jìn)行能源微藻培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)分析。 5. 研究能源微藻的高效低成本、易放大采收、破壁及油脂提取工藝優(yōu)化原理 。 6. 研究能源微藻高效低成本、易放大轉(zhuǎn)化生物柴油工藝優(yōu)化原理。 7. 開發(fā)同時(shí)獲取高值產(chǎn)品和油脂的分離技術(shù) 。 8. 在多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣流床氣化熱態(tài)試驗(yàn)平臺(tái)（ 500 公斤煤 /天）上開 展藻渣煤漿的氣化性能測(cè)試 。 9. 在熱態(tài)試驗(yàn)平臺(tái)上開展藻渣煤漿中氮、磷元素的遷移規(guī)律研究 。 10. 針對(duì)模型進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析的適應(yīng)性優(yōu)化；為生命周期分析提供基礎(chǔ)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，并 建立能源微藻規(guī)模化制備的全面周期分析平臺(tái) 。 11. 形成非油脂組分制備大宗能源揭示戶外環(huán)境因子誘導(dǎo)微藻中脂類過量合成與響應(yīng)機(jī)制；全面闡明能源微藻培養(yǎng)體系 CO2吸收過程的放大規(guī)律；建立基于重構(gòu)全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型與多尺度分析方法相結(jié)合的能源微藻戶外規(guī)模光自養(yǎng)過程優(yōu)化與 放大方法；在規(guī)模培養(yǎng)系統(tǒng)中，單位油脂能耗及經(jīng)濟(jì)成本基本不增加的前提下，油脂產(chǎn)率提高1015%以上，并測(cè)算出培養(yǎng)過程的成本，提出大規(guī)模培養(yǎng)工藝設(shè)計(jì)方案。 5. 建立采收、破壁、油脂提取與生物柴油制備系統(tǒng)的集成與優(yōu)化方法。 6. 初步完成獲取高值產(chǎn)品和油脂的分離技術(shù) 。 7. 獲得藻渣加入比例對(duì)氣化性能影響規(guī)律。 8. 完成藻渣煤漿氣化條件下藻中氮、磷等易導(dǎo)致水體環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化元素的遷移規(guī)律研究。 9. 建立與年產(chǎn) 10 噸生物柴油相配套的非油脂組分能源化利用的設(shè)備與工藝 。 10. 建立能源微藻規(guī)?；苽涞娜嬷芷诜治銎脚_(tái) 。 11. 在 SCI 和 EI 期刊上發(fā)表論文2834； 申請(qǐng)專利 711 項(xiàng) ； 培養(yǎng)23 名博士研究生和 68 名碩士研究生 。 19 19 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 產(chǎn)品的法體系，建立與年產(chǎn) 10噸生物柴油相配套的非油脂組分能源化利用的設(shè)備與工藝（所采用的技術(shù)路線一定要具有易放大、高效率、低成本及低能耗等產(chǎn)業(yè)化必備的特征） 。 第 五 年 1. 建立適合于不同氣候、不同培養(yǎng)體系和不同條件、抗生物污染能力強(qiáng)、性狀優(yōu)良、生產(chǎn)性能穩(wěn)定的能源微藻藻種和優(yōu)良株系庫(kù)，進(jìn)一步完善藻種庫(kù)和信息庫(kù)的建設(shè)。 2. 整合能源微藻光合固碳和油脂積累系統(tǒng)生物學(xué)研究全面開展構(gòu)建高油脂合成、高光效的轉(zhuǎn)基因株系，探索能源微藻工程藻株應(yīng)用的可行性。 3. 全面完成環(huán)境因子對(duì)能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程的調(diào)控與響應(yīng)規(guī)律；完成能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程計(jì)量學(xué)、過程特征及動(dòng)力學(xué)的研究；全面能源微藻培養(yǎng)體系CO2 吸收 規(guī)律及其與培養(yǎng)過程的耦合任務(wù)；建立能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程優(yōu)化方法；能源微藻光自養(yǎng)培養(yǎng)過程放大規(guī)律。完成進(jìn)行能源微藻培養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)分析。 4. 全面完成課題任務(wù)，總結(jié)課題研1. 形成具有完備信息（如形態(tài)特征、生理特性、遺傳信息等）基礎(chǔ)、能共享、具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的能源微藻藻種（株）庫(kù)和信息平臺(tái) 。 2. 構(gòu)建 57 株生長(zhǎng)快速、高效積累油脂的轉(zhuǎn)基因株系，轉(zhuǎn)基因株系至少要在戶外小試水平上提高10%以上。 。 3. 提出全新的高效低成本光反應(yīng)器的設(shè)計(jì)原理、培養(yǎng)過程優(yōu)化控制方法；及基于光分布特性參數(shù)的放大規(guī)律。 4. 全面完成關(guān)鍵環(huán)境因子作用下的脂代謝標(biāo)志物，揭示環(huán)境因子誘導(dǎo)微藻中脂類過量合成與響應(yīng)機(jī)制；給出能源微藻規(guī)?；庾责B(yǎng)過程培養(yǎng)過程動(dòng)力學(xué)模型；闡明能源微藻培養(yǎng)體系 CO2吸收過程的放大規(guī)律；建立基于重構(gòu)全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型與多尺度分析方法相結(jié)合的能源微藻 20 20 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 究成果，編寫總結(jié)報(bào)告，進(jìn)行課題驗(yàn)收工作。 5. 確定高值產(chǎn)品的理化特性和可能的應(yīng)用市場(chǎng) 。 6. 構(gòu)建微藻能源規(guī)?；苽湎到y(tǒng)的研究平臺(tái)和示范裝置（生物柴油年生產(chǎn)能力達(dá)到 10 噸級(jí)），建立基于全生命周期分析的微藻能源規(guī)?；苽湎到y(tǒng)的集成與優(yōu)化方法 。 戶外規(guī)模光自養(yǎng)過程優(yōu)化與放大方法；在單位油脂能耗及經(jīng)濟(jì)成本基本不增 加的前提下，油脂產(chǎn)率提高 1525%以上，并測(cè)算出培養(yǎng)過程的成本，提出大規(guī)模培養(yǎng)工藝設(shè)計(jì)方案 ， 以及培養(yǎng)研究生工作。 5. 在 SCI 和 EI 期刊上發(fā)表論文1518 篇 ； 申請(qǐng)專利 46 項(xiàng) 。 6. 完成課題驗(yàn)收工作。 21 21 一、研究?jī)?nèi)容 1. 采用組合流式細(xì)胞儀分選和高通量篩選或組合混合富集培養(yǎng)、細(xì)胞分選和高通量篩選等組合方法，從自然環(huán)境和已有藻種資源分離篩選出具有速生長(zhǎng)、高含油、適應(yīng)不同氣候、不同培養(yǎng)體系、不同 CO2氣源、耐低 pH、高效利用氮磷廢水等多樣化特征的優(yōu)良藻種。對(duì)所篩選藻株 經(jīng)理化誘變、環(huán)境脅迫、高通量篩選和批量 評(píng)價(jià)，獲得具有規(guī)?；囵B(yǎng)性能的優(yōu)良藻株。通過連續(xù)分離純化獲得遺傳純系，研究其繁殖方式及其環(huán)境影響機(jī)制，建立能源微藻遺傳改良原理和方法體系。通過比較基因組學(xué)研究，解析可工業(yè)規(guī)模培養(yǎng)藻種優(yōu)良株系優(yōu)良性狀的遺傳基礎(chǔ)?；谝陨辖Y(jié)果與信息， 建立適用不同氣候、不同培養(yǎng)體系和不同工藝、性狀優(yōu)良、生產(chǎn)性能穩(wěn)定的能源微藻藻種和優(yōu)良株系庫(kù)，形成具有完備信息基礎(chǔ)、能共享、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的能源微藻藻種（株）庫(kù)和信息平臺(tái)。通過生物數(shù)據(jù)信息挖掘， 建立基于規(guī)?；阅芴卣鳎ㄋ偕L(zhǎng)、高抗逆、高含油）的藻種綜合評(píng)價(jià)體系。 2. 開展基 因組、 轉(zhuǎn)錄組、 代謝 組等組學(xué)研究， 并結(jié)合 13C 標(biāo)記法解析不同條件下小球藻等可工業(yè)規(guī)模培養(yǎng)的能源微藻的碳代謝途徑，闡明代謝流遷移變化規(guī)律。結(jié)合公共基因組序列和代謝途徑數(shù)據(jù)庫(kù)，重構(gòu)全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型，甄別能源微藻光合固碳和油脂合成與積累的調(diào)控因子 。 以光和 CO2等 為限制因子開展微藻細(xì)胞生理特性穩(wěn)定的計(jì)量化學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)合轉(zhuǎn)錄物組學(xué)、 代謝 組學(xué)等技術(shù)， 研究 能源微藻高光效突變體光合途徑的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制，為提高 微 藻 細(xì)胞 光吸收、傳遞和利用效率提供基礎(chǔ)?；谥貥?gòu)的全基因組代謝網(wǎng)絡(luò)模型，甄別和改造可工業(yè)規(guī)模培養(yǎng)的能源微藻的碳流分配 規(guī)律和油脂合成積累的調(diào)控基因及高效光能利用和固碳的調(diào)控基因，構(gòu)建高產(chǎn)油、高光效的轉(zhuǎn)基因株系，以期為規(guī)?；囵B(yǎng)提供優(yōu)良藻株以及為規(guī)?；庾责B(yǎng)培養(yǎng)工藝優(yōu)化提供指導(dǎo)。 3. 采用 CFD 多尺度模擬技術(shù)和多尺度離散化超級(jí)并行計(jì)算機(jī)群系統(tǒng)，對(duì)不同類型光生物反應(yīng)器（如敞開式跑道池及圓池、封閉式平板