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刘一凡


刘一凡

理学博士，副教授

物理化学专业 (070304)： 硕士生导师

轻工技术与工程专业 (085606)：硕士生导师

华东理工大学，化学与分子工程学院

通讯地址：上海市徐汇区梅陇路130号，华东理工大学实验三楼230，邮编200237

E-mail：liuyifan@ecust.edu.cn


个人简介

本科 (2012) 和博士 (2017) 毕业于华东理工大学，博士期间受国家留学基金委 (CSC) 资助在美国加州大学圣迭戈分校 (UCSD) 公派留学一年。博士毕业后进入华东理工大学化学流动站从事博士后研究工作，2020年7月出站并以特聘副研究员身份留校，现任化学与分子工程学院副教授，硕士生导师。

近年来，依托生物采油教育部工程研究中心和生物反应器工程国家重点实验室，在宏基因组和宏转录测序分析手段研究油藏厌氧烃降解产甲烷过程、油藏环境难培养微生物的分离培养及其参与的地球化学过程等方面开展了系统性研究工作。作为负责人承担国家自然基金青年项目和面上项目，上海市自然基金面上项目和博士后面上项目等科研项目，以及中国石油和中国石化企业合作研究项目。连续两年在教职工年度考核中被评为“优秀”（2021年 和2022年），入选化学与分子工程学院优秀青年骨干教师“化学之星”(2021年)，并连续两届获得全国地质微生物学会议“优秀青年学者报告”（2018年 和2019年） 奖项，在ISME J、Microbiome、Environ Sci & Technol、Engineering和Environmental Microbiology等国际著名刊物上发表研究论文20余篇。


研究方向

主要面向国家能源的重大需求和“双碳”战略的目标需求，聚焦微生物转化反应途径和微生物参与的地球化学过程两大关键问题，围绕“人工多细胞高效转化体系的构建”开展应用基础研究，重点解决工程菌群不稳定、转化速率低的关键调控技术瓶颈，为微生物转化技术的产业应用奠定基础。具体研究方向包括:

     1. 石油烃厌氧降解产甲烷过程

油藏环境石油烃厌氧生物降解过程是生物地球化学关注的基础问题之一；同时，利用微生物的作用将油层中原本难以动用的残余油就地转化为甲烷，以天然气的形式开采，在大幅度提高油气资源利用率方面有着潜在的巨大应用价值。本方向主要研究石油烃厌生物氧降解产甲烷菌群结构与功能、烃降解生物标志物与起始活化步、烃降解产甲烷反应动力学特征与调控机制等，探索和建立残余油就地生物降解功能菌群的调控模式，为残余油就地生物降解转化技术奠定理论基础，为低品位油气资源的有效开发利用提供指导。

      2. 微生物CO2转化为CH4的途径与电子供体

油藏是一个天然的地质生物反应器，这种特殊环境中存在着丰富的产甲烷微生物。利用油藏微生物将CO2原位生物转化为天然气(CH4)是目前国际上关注的前沿课题。本方向主要从油藏原位和地面反应器系统两个方面，研究CO2生物转化和与利用，包括构建CO2转化CH4人工多细胞体系、设计新型CO2转化为甲烷的生物反应器、开发纳米矿物材料制备技术等，研究CO2生物转化途径与转化率以及转化反应动力学规律，解析驱CO2-EOR油过程中CO2的归宿及生物转化路径，为CO2生物转化调控模式提供理论支持，对探索和促进CO2资源化利用有重要的理论意义和实用价值。

      3. 可降解塑料的微生物降解

自2015年以来，全球范围内正在实行越来越严格的“禁塑令”以遏制塑料垃圾的蔓延。用可生物降解的塑料来替代传统塑料具有巨大的环境效益和广阔的市场潜力。然而，目前对于不同可降解塑料的微生物降解机理认知仍然不足。本方向通过微生物的好氧和厌氧降解富集培养，同时结合分子生物学分析和代谢产物分析来获得好氧/厌氧降解的微生物类型信息以及降解代谢途径，进一步结合堆肥实验和单菌分离手段来研究PVA和PGA等可降解塑料的生物降解的动力学特征，并建立调控手段。

      4. 生物表面活性剂基因工程菌

微生物采油是利用微生物产生的生物表面活性剂，来代替驱油过程中的化学表面活性剂用于石油的开采，具有适用范围广、工艺简单、经济效益好、绿色安全等特点。然而目前的产生物表面活性剂的菌株普遍存在产量不高等问题，制约了微生物采油成本的降低。本研究通过诱变、基因工程和太空育种等手段获得表面活性剂高产菌株，依托万吨级发酵平台进行放大和工业化生产，为微生物驱油的现场应用奠定基础。

科研项目

  1. 国家自然科学基金面上项目(42173076)，2022-2025，主持

  2. “绿色生物制造”国家重点研发计划(2022YFC2105201)，2022-2026，参与

  3. 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(42061134011)，2021-2023，参与

  4. 国家自然科学基金面上项目(52074129)，2021-2024，参与

  5. 国家自然科学基金青年项目(41807324)，2019-2021，主持

  6. 上海市科委自然科学基金面上项目(21ZR1417400)，2021-2024，主持

  7. 上海市基础研究重点项目(15JC1401401, 2015-2018), 100万, 参与

教育教学

  1. 主讲本科生专业基础课《Thermochemistry (I)》，双语，32学时，2学分

  2. 主讲本科生专业基础课《Thermochemistry (II)》，双语，32学时，2学分

  3. 学术型博士专业核心课《高等物理化学》，32学时，2学分

  4. 工程博士专业选修课《高等物理化学》，16学时，1学分

代表性论文

  1. Liu Y-F,Yang L, Liu Z-L, Chen J, Fang B, Zhou L, Liu J-F, Yang S-Z, Gu J-D, Mu B-Z*. Discovery of the non-cosmopolitan lineages in Candidatus Thermoprofundales. Environmental Microbiology. 2022, 24(7): 3063-3080.

  2. Liu Y-F#,Chen J#, Liu Z-L, Hou Z-W, Liang B, Wang L-Y, Zhou L, Shou L-B, Lin D-D, Yang S-Z, Liu J-F, Wu X-L, Gu J-D, Mu B-Z*. Long-term cultivation and meta-omics reveal methylotrophic methanogenesis in hydrocarbon-impacted habitats. Engineering. 2022. DOI: 10.1016/j.eng.2021.08.027.

  3. Liu Y-F#,Liu Z-L#, Ye Y-L, Zhou L, Liu J-F, Yang S-Z, Gu J-D, Mu B-Z*. Aminirodpropionatiphilus gen. nov., sp. nov., an isolated secondary fermenter in methanogenic hydrocarbon-degrading communities. IBB. 2021, 165: 105323

  4. Shou L-B#,Liu Y-F #, Zhou J, Liu Z-L, Zhou L, Liu J-F, Yang S-Z, Gu J-D, Mu B-Z*. New evidence for a hydroxylation pathway for anaerobic alkane degradation supported by analyses of functional genes and signature metabolites in oil reservoirs. AMB Exp. 2021, 11(1): 1-10

  5. Liu Y-F#,Chen J#, Liu Z-L, Shou L-B, Lin D-D, Zhou L, Yang S-Z, Liu J-F, Li W, Gu J-D, Mu B-Z*. Anaerobic Degradation of Paraffins by Thermophilic Actinobacteria under Methanogenic Conditions. Environ Sci & Technol. 2020, 54(17): 10610-10620

  6. Liu Y-F, Chen J, Zaramela L, Wang L-Y, Mbadinga SM, Hou Z-W, Wu X-L, Gu J-D, Zengler K*, Mu B-Z*. Genomic and transcriptomic evidence supports methane metabolism in Archaeoglobi. mSystems. 2020,5(2):1-16

  7. Liu Y-F, Qi Z-Z, Shou L-B, Liu J-F, Yang S-Z, Gu J-D, Mu B-Z*. Anaerobic hydrocarbon degradation in candidate phylum ‘Atribacteria’ (JS1) inferred from genomics. ISME J. 2019, 13(9): 2377-2390

  8. Ji J-H, Liu Y-F, Zhou L, Mbadinga S M, Pan P, Chen J, Liu J-F, Yang S-Z, Sand W, Gu J-D, Mu B-Z*. Methanogenic Degradation of Long n-Alkanes Requires Fumarate-Dependent Activation. AEM. 2019, 85(16): e00985-19

  9. Liu Y-F, Galzerani D D, Mbadinga S M, Zaramela L S, Gu J-D, Mu B-Z*, Zengler K*. Metabolic capability and in situ activity of microorganisms in an oil reservoir. Microbiome. 2018, 6:5

  10. Liu Y-F, Mbadinga S M, Gu J-D, Mu B-Z*. Type II chaperonin gene as a complementary barcode for 16S rRNA gene in study of Archaea diversity of petroleum reservoirs. IBB. 2017, 123:113-120
网页发布时间: 2021-02-10 09:30