近日，中国科学院近代物理研究所、重离子科学与技术全国重点实验室科研人员依托兰州重离子研究装置提供的碳离子束，成功选育出一株耐高温的工业乳酸菌株，有望助力实现非粮原料甜高粱生物质的低成本乳酸生产。相关成果发表于美国化学会学术期刊《ACS可持续化学与工程（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）》。

基于非粮原料甜高粱生物质的乳酸生物制造，在经济可行性仍面临重大挑战。高温生物制造能有效减少污染、降低能源消耗，同时提升物质传递效率和产物得率，具有显著的生产经济优势。然而，目前大多数工业乳酸菌的耐受温度仅为50℃左右，进一步提升发酵温度将导致菌株代谢活性大幅下降。

针对这一瓶颈，研究团队利用重离子束诱变技术，选育出耐高温性能显著提升的工业乳酸菌种。研究发现，该菌种在高温条件下展现出优良的存活、生长和发酵性能。通过比较基因组学与转录表达分析，鉴定出两个关键突变基因，它们与菌株温度耐受性的提升密切相关。

在此基础上，建立了与之匹配的“二段式”升温发酵策略，使该耐高温菌株的产酸能力和原料转化率均得到显著提高。该研究充分展现了重离子束诱变技术在工业微生物育种中的优势，实现了复杂工业性状的快速选育，为非粮生物质资源高值化利用和绿色生物制造提供了新策略。

相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.6c01206

基于重离子束诱变技术选育的耐高温工业乳酸菌种及其转化非粮甜高粱生物质生产乳酸的功效展示。近代物理所供图。