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【创新在大工】无抗时代 靶向灭菌 做绿色养殖的守护者

2023-11-20作者:于舒雯 袁赫爽 朱彦婷

近日,第二届全国博士后创新创业大赛总决赛举行。经过激烈角逐,我校生物工程学院王丽丽副教授项目——“噬菌体替代抗生素防控家禽沙门菌感染并保障食品安全”获得大赛金奖,实现了我校在该赛事金奖零的突破。

在农业食品生产领域,广谱杀菌的抗生素曾一直备受推崇,它们虽然能够抑制病原细菌,但是过量使用会严重破坏动物肠道及养殖环境中的菌群平衡,危及食品安全,甚至对人类健康造成威胁。随着全球养殖业“禁抗”热潮的掀起,王丽丽团队紧跟“无抗时代”的脚步,研发了专治沙门菌的复合噬菌体制剂,有效替代抗生素应用于家禽养殖、种蛋孵化链及商品蛋生产等产业线,成为一种绿色、安全、高效的靶向灭菌新措施。

从源头保障食品安全

噬菌体,是自然界中广泛存在的细菌病毒,形状酷似纳米机器人,头部是一个多面体,长有管状的“尾巴”,曾一度被怀疑为“外星产物”,但是在王丽丽看来,这种病毒就像是她们的好队友,因为它们具有很强的靶向性,是猎杀特定细菌的超强“狙击手”,特别是在控制沙门菌方面,是国际公认的最有效方法之一。

由沙门菌引起的家禽(种鸡、蛋鸡、肉鸡)养殖过程的沙门菌病,以及家禽肉蛋生产过程中沙门菌的污染等问题,是当前威胁禽类食品安全的重要因素,而王丽丽团队研发的复合噬菌体制剂,可以使养殖过程中沙门菌的发病率大幅降低。在种蛋孵化过程中使用该制剂可提高孵化率,保障健雏生长成新一代健康家禽,形成良性循环。该制剂也可作为食品添加剂喷洒在商品蛋及禽肉产品上使用,达到绿色洁蛋标准,提高禽肉蛋食品安全的目的。

该研究团队成立于2002年,由“国家杰出青年基金”获得者,辽宁省食品安全源头保障技术创新团队首席专家徐永平教授担任负责人,早期以动物性食品安全保障技术为研究方向,立足资源禀赋和区位优势,着力研发用于畜禽、水产养殖领域的抗生素替代产品,是国内最早将噬菌体应用于该领域的科研团队之一。王丽丽博士凭借丰富的海外留学经验,在归国后加入团队,与团队成员合力攻关,在噬菌体研究领域取得了丰硕的成果,获得“副溶血弧菌噬菌体及其在刺参疾病预防中应用”“ETEC噬菌体、基于该噬菌体的生物消毒剂及其应用方法”“一种铜绿假单胞菌噬菌体及其应用”等一系列国家发明专利,在养殖业“无抗”的道路上积累了丰富经验。

“我们提倡从源头保障食品安全”,团队核心成员之一李晓宇副教授说这是团队的最终目的。从农田到餐桌,食材供应源头是一个关键起点,农产品质量安全是农业高质量发展的基础保障。

科研中攻坚克难,实干中上下求索

科研从来都不是一帆风顺的。项目进行至小试阶段时,和实验预期相反,试用了复合噬菌体制剂的鸡反而感染加重。“那种情况下我们的压力是很大的”,王丽丽回忆,“项目已经要进行到放大阶段,即将用大发酵罐生产产品。”在一步步试错重启后,团队发现竟是由于实验室设备问题导致过滤效果不完全,噬菌体并未和已经被裂解的细菌以及部分残留细菌分离。这段插曲让王丽丽印象深刻,“不怕出错,不怕失误,重要的是让团队学生亲自体会实验过程,学有所思,感悟科学研究的真正价值。”

“农林牧渔,我们的项目成果最终要真正服务养殖业。”李晓宇讲道。凭借大连靠海的地缘优势,团队将目光聚焦到具有高经济价值的刺参品类,研发噬菌体制剂替代抗生素产品,用于治疗养殖户深受困扰的腐皮综合症。此外,团队与大连本地的水产养殖企业建立合作,针对辽参、多宝鱼、河豚等主要经济养殖物种靶向研发噬菌体制剂,预防各类水产养殖细菌性疾病,有效降低企业的经济损失。想法“有生气”,项目“接地气”,团队积极响应国家乡村振兴战略,立足实际求实效,在挑战杯中取得国赛银奖的优异成绩。“奖项是意外之喜”,李晓宇说道,团队将持续推动把产品继续做大、做实的进程,与村民共同奏响乡村致富曲。

“未来我们要继续把研究落到医学应用上。”在研究方向上,团队的终极目标是应用噬菌体治疗超级细菌感染,为人类健康事业做贡献。但是因为噬菌体本身是一种病毒,各个国家在使用时的审批比较谨慎,噬菌体治疗还有一段路要走。

“要教会学生们做人、做事、做学问的各个方面”

“善于沟通是研究生必须具备的能力和素质。”王丽丽发现在项目小试的时候,团队学生在和企业对接时很拘谨。为了培养学生的表达能力,王丽丽亲自传授沟通心得,和学生“模拟谈判”。在老师的帮助下,学生在同企业对接时,能有效建立联系,精准了解需求,切实解决难题。

“灵活、自律,懂得自我规划是做事的前提基础。”虽然团队无严格的考勤,但是老师会严格考察学生的项目进程。“规定学生必须早上几点来,晚上几点走的管理制度并不能激发他们的主观能动性”,王丽丽认为合理安排时间、按需调整规划、高效完成任务,是培养学生解决复杂工程问题能力的关键。项目中试阶段,通过合理规划和高效协作,不到20人的团队利用半个月时间在实验室生产出了5000只鸡用的噬菌体制剂。

“做学问要与实践相结合。”李晓宇希望团队学生们既能在实验室搞研究,又能下养殖场做实验。团队培养学生吃苦耐劳的精神,引导学生在真实的实践环境中体验、参与到项目中来。对于90后、00后的研究生来说,多数都没有见过养殖场,一时不知如何下手,但看到老师们言传身教,亲自上阵,学生最终克服困难,跟随老师们一同在养殖场完成实验任务。老师们用以身作则的方式带动学生,言传身教的力量感染学生,潜移默化地增强了团队凝聚力。

无论学生是选择就业还是继续深造,老师们都希望他们能将在团队里的所学所闻加以运用,为自己的未来添加筹码。

来源:党委宣传部 新闻中心
审核:赫铭