社科在线——记南京工业大学食品与轻工学院江凌教授团队
地球上的极端环境，隐藏着生命进化的终极密码。在太空轨道，在海洋深渊，在冰川冻土，在“生命禁区”，充斥着高温、高盐、高辐射、强酸碱，这样的环境常人望而却步，可在微生物学家眼中这里却是“生命富矿”。
从高度700公里的低轨空间，到深度4000米的南海深渊海沟，从天山冰川到罗布泊“生命禁区”，再到近300万平方公里的经济海域，南京工业大学食品与轻工学院江凌教授带领团队足迹遍及全国8个省、市、自治区的13个区域，累计完成野外科考100余次，采集样本逾10,000份。
15年来，南京工业大学食品与轻工学院江凌教授带领团队，系统开展陆海空极端生境微生物资源谱系构建。他们深度参与国家科技部和中国科学院组织的新疆第三次综合科学考察、国家自然科学基金委共享航次计划、“实践十九号”卫星等重大任务。他们建立的嗜极菌精准筛选平台和极端菌种资源库，不仅填补了国内空白，更将微观世界的“生命密码”转化为推动传统产业绿色转型的“菌种芯片”。
从新疆盐碱地到江苏老字号酒厂，从实验室的试管到生产线的发酵罐，江凌团队用合成生物学这把“钥匙”，打开了一扇传统产业焕新的大门。
资源先行：为极端微生物建一个“家”
2023年深秋，新疆盐湖边上，寒风裹挟着盐粒打在脸上。科考队员穿行在盐碱荒滩上，脚下的土地皲裂如龟背，泛着白色的盐霜。他们每走几步就要蹲下身，用采样铲挖开表层，取一捧深层的土壤，小心翼翼地装进无菌采样袋。这是团队参与第三次新疆综合科学考察中的一个普通场景。
“盐湖边上，看似寸草不生，其实地下藏着耐盐、耐碱的微生物类群。”现场科研人员指着远处泛着盐渍的土地介绍，“这些极端环境里生存的微生物，经过亿万年的进化，形成了独特的代谢机制和抗逆特性，是解决农业、环境、工业难题的重要生物资源。”
资源是生物制造产业的“芯片”。十余年间，团队从新疆干旱沙漠、高原冻土、辐射戈壁、盐碱荒涂等生境中，累计采集样品1500余份，建立了国内首个集陆地、海洋和太空为一体的嗜极菌筛选平台。如今，这个包含10,000余份环境样品的极端菌种资源库，已成为我国极端微生物领域重要的科研基础设施，为生物技术创新持续提供源头活水。
技术突破：给传统酵母装上“抗逆引擎”
如果说资源挖掘是“寻宝”，那么技术开发就是“炼金”。
2023年，团队接到一项特殊任务：常州新博龙泉酒业有限公司，一家有着百余年酿造传承的江苏老字号、省级非遗单位，正面临环保压力和产业升级瓶颈。这家企业的历史可追溯至民国元年（1912年）的“潘氏酒铺”，历经五代人传承，2018年新建厂区投产，已形成年产3.5万吨黄酒的生产能力，其酿造技艺于2013年被列入常州市非物质文化遗产。然而，传统黄酒酿造高水耗、高污染的工艺特点，在太湖流域日益严格的环保政策下面临转型压力。
能否利用极端微生物资源，改造传统酿造菌种？团队从资源库中筛选出耐高渗、耐高酸的抗逆基因，通过合成生物学手段导入传统酿酒酵母。改造后的菌种在高渗、高酸酿造胁迫环境下，稳定性和发酵效率显著提升。
应用效果超出预期：企业实现了“1吨大米产出2.7-2.9吨黄酒”的行业领先出酒率，同时构建了厂内水循环系统，生产用水实现闭环回用，从源头解决了酿造行业的环保瓶颈。
模式创新：从单一产品到联产链条
技术突破之后，更大的想象空间在于产业模式的创新。
团队没有止步于菌种改造，而是围绕酵母细胞代谢通路，设计了“精准培养合成酵母蛋白绿色工艺”。在生产黄酒的同时，利用改造后的酵母菌同步联产高纯度功能性酵母蛋白。这种蛋白含量可达70%以上，可作为优质蛋白源替代进口鱼粉和豆粕，广泛应用于水产饲料和宠物食品领域。生产过程中产生的副产物则被转化为海泡石土壤改良剂，定向服务于本地花卉苗木产业。相关成果通过了江苏省食品添加剂和配料协会的工艺鉴定（苏食添协[2025]21号），标志着该酵母蛋白产品具备了进入饲料及食品相关领域的产业化条件。
“原来酿酒剩下的东西都当废水处理，现在每一滴都转化成了产品。”企业负责人介绍。这一技术使新博龙泉实现了从传统酿造企业向合成生物学驱动的生物制造企业的转型。项目获批2025年常州市合成生物学领域“揭榜挂帅”科技攻关项目，经主管部门认定属于战略性新兴产业范畴，并吸引社会资本亿元级投入用于新厂建设。
从“一瓶酒”到“蛋白+改良剂”的联产链条，一个资源循环利用、多产品协同的产业生态正在形成。
走向产业：从实验室到生产线的接力
科技成果转化，需要跨越从实验室到生产线的“最后一公里”。
在团队看来，高校实验室的基础研究、企业的工艺放大、应用端的市场验证，三者缺一不可。团队依托南京工业大学材料化学工程全国重点实验室、国家生化工程技术研究中心等平台，通过校企合作项目，推动基础研究成果向产业化延伸。
目前，团队已与多家企业建立战略合作，耐盐促生菌在新疆盐碱地改良中实现规模化应用，沙棘、甘草、棉花等作物存活率显著提高；极端菌糖酶资源挖掘关键技术开发及应用，获得中国轻工业联合会科技进步一等奖、中国商业联合会科技进步特等奖。
“微生物虽小，但能撬动大产业。”站在新的起点上，团队的目光投向更远的未来：如何进一步拓展极端微生物在食品、环保、农业等领域的应用场景？如何打通从资源挖掘到产业化的全链条技术路径？这些问题的答案，正在实验室和生产线之间接力书写。
领军人简介：
江凌，教授，博士生导师，国家级人才项目入选者，国家一流本科专业负责人，江苏省重点学科带头人。研究方向为食品合成生物学。以第一作者或通信作者发表SCI期刊论文120余篇，其中21篇影响因子> 10，19篇次入选ESI高被引论文和ESI热点论文，连续入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”榜单。授权中国发明专利39件。主持国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金南疆专项基金重点项目、国家自然科学基金山东联合基金重点项目、国家重点研发计划课题（2项）、江苏省自然科学基金杰出青年基金等省部级以上项目近20项。以第一完成人获中国轻工业联合会科技进步一等奖、中国商业联合会科技进步特等奖、江苏省轻工协会科技进步一等奖，荣获新疆“天池英才”特聘专家、中国产学研合作促进会科技创新人物奖、中国商业联合会科技创新人物奖。
