2022年3月,第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛落下帷幕,由济南大学生物科学与技术学院樊祥宇、孙翔玲、阮斌老师指导,张佳馨、童小雨、于沛泽、王文静、陈延斌、李子童、赵云迎、崔润博同学合力完成的《新型噬菌体的发现及噬菌体饲料添加剂的研发》获得主赛道全国特等奖,创下学校参赛以来历史最好成绩。

  三代团队潜心研发 让噬菌体从实验室走进市场

  据了解,近年来抗生素的滥用导致大量耐药菌出现,不仅给畜牧业带来严重的经济损失,还威胁到人类生命健康安全。2019年7月,农业农村部发布公告,明确表示自2020年起饲料中全面禁止添加抗生素,减少传统抗生素的使用,研究安全、高效的抗生素替代品迫在眉睫。

  为了给健康养殖提供良好的绿色产品,保障生命健康安全,济南大学于2019年组建了一支新型噬菌体研究团队,由2016级制药工程专业张建伟同学担任团队负责人。“噬菌体可以替代抗生素杀灭致病菌,在杀菌效果和价格方面具有明显优势。”生物科学与技术学院副教授樊祥宇说道。在他的指导下,团队耗费6个月时间分离出两种高效价噬菌体SRT8、SRT7,经全基因组测序、比对证明它们为全新噬菌体,并以《两种新噬菌体的发现、鉴定及应用研究》为题在第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中取得国赛二等奖的好成绩。

  欲穷千里目,更上一层楼。团队成员充分发挥锲而不舍的精神,继续创新研究课题,挖掘新思路。在第二任负责人2017级生物技术专业崔润博同学的组织下,项目团队针对筛选出的高效价噬菌体进行开发应用,制成噬菌体原液,扩大培养后制备成治疗家禽肠道疾病的大肠杆菌噬菌体饲料添加剂。经过一系列实验室小试、安全性检测、中试实验后,让噬菌体从实验室走进市场成为了可能。在第十二届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中,团队作品----《新型噬菌体用于无抗饲料的开拓者》收获了国赛银奖。

  经过两次“挑战杯”国赛参赛的积累,团队成员希望切实走进养殖企业,了解养殖户真实需求,赋予产品更多社会价值。2021年10月,指导老师带领第三代团队成员来到淄博禾丰种业有限公司做调研。在循环生态农场里,团队成员了解到,对于小养殖场而言,动物一旦感染了肠道疾病将会飞速传播,造成无法估量的经济损失,因此“预防”成为产品研发重点。继分离出SRT5、SRT6两种全新噬菌体后,团队采用在噬菌体外覆膜的方式制成微胶囊型产品,使产品拥有缓释、抗酸、抗碱特性,能够有效杀灭动物体内病菌,起到预防疾病的作用。目前,团队已将“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖收入囊中,已完成专利申请和新产品试用,并与多家企业达成合作意向。

  克服赛时困难 以踏实严谨成就过硬成绩

  “很多学校会组织研究生参加这种等级的比赛,我们团队8名成员都是本科生,需要付出更多努力。”第三任项目负责人、生物科学与技术学院制药工程专业2019级学生张佳馨谈到,她已加入科研团队2年有余, 深知一个环节出错就会导致整个实验失败。在大量繁琐的筛选步骤中,他们耐心操作,杜绝任何失误的产生。为了得到24小时不间断的精确噬菌体杀菌曲线,团队成员整夜睡在实验楼里,只为第一时间测试、检查结果。

  按照原定赛程,2021年10月是去往四川参加终审决赛的时间,但当地疫情的出现打乱了团队成员的备赛步伐。“我们此前不断完善作品,铆足了劲想在10月的竞赛中大放光彩,比赛延期后感觉心里空落落的。”作为指导教师,樊祥宇老师当即告诫团队成员不可松懈,要趁此机会把作品打磨到极致,比赛延期期间他们完成产品的安全性检测实验,用心琢磨项目演示文稿上每一页的内容、布局、字体字号等,修改次数高达115次。团队成员踏实严谨的态度也成为作品获奖必不可少的要素。

  因疫情影响而更改的线上比赛模式是团队面临的又一难题,成员们准备的产品实物没办法完整呈现给专家评委,效果可能大打折扣。经过团队讨论,他们决定将产品摆在讲解台上,即使没有机会展示,也能让评委边听边看,加深印象。“评委面对屏幕,我们面对摄像机,如果彼此之间没有眼神交流,节奏便很难把控。”答辩前两周,樊祥宇老师带领团队成员每天到练习室打卡,同学们在模拟答辩中对着摄像机练习表情、反复熟悉讲解稿。

  “临场发挥是制约团队进一步突破的‘短板’,所以我们准备了一本厚厚的集锦,里面总结了评委可能会在现场提问的问题,指导老师协助我们制定作答思路,明确作答要点。”老师们的耐心细致指导,为团队比赛出色发挥奠定坚实基础。

  本次比赛参赛团队成员大部分是与张佳馨同学同级的大三学生,在考研、比赛双重压力下,任何人都没有流露出想要放弃的情绪,他们不断为彼此加油打气,积极调整心态。该项目前两任团队成员中不乏考研成功上岸的学长学姐,他们慷慨分享自己的学习经验,让人时刻感觉这里不仅是一个项目运作团队,更流淌着家一般的温暖。

  两大核心技术领跑行业 将科研成果写在祖国大地上

  四年的历练铸就了宝贵的科研成果,形成了两项核心技术。其中,噬菌体分离技术领先全国,相较于传统提取办法,效率提高近十倍;另一项微胶囊制备技术将全新噬菌体制成噬菌体微胶囊,扩展噬菌体应用场景。基于这两项核心技术,团队成员研发了两代产品,一代液体型产品能够治疗养殖业中常见的细菌疾病,二代固体型产品具有预防缓释作用,杀菌效果显著,治疗效率高。通过科研团队反复对比实验,证实产品不仅不会产生不可控耐药性,而且成本低、治疗效率高、无毒副作用,可以联合多种药物使用。

  “在备赛过程中,学院领导给予了大力支持。多次强调我们要积极实践,深入养殖企业,根据养殖户的需求进一步改进产品。”孙翔玲、阮斌两位老师帮助团队沟通企业,顺利搭建起合作桥梁,并促成试用协议的签订。赛前,济南大学党委副书记张硕秋亲自给团队成员做动员,听选手模拟答辩,给出中肯的意见。张硕秋副书记鼓励同学们,准备比赛过程中,需要强大的心态,随机应变的能力,以及充足的知识储备。现场展示时,要删繁就简,凝练最简明扼要的答案。在学校和学院领导的鼓励和关注下,比赛时专家问辨环节,团队成员关于产品实际应用的回答获得评委接连肯定,为比赛添上了一笔光辉战绩。

  现任团队负责人张佳馨同学是生物科学与技术学院学生会主席团成员、班级团支书,但是科创项目负责人的身份带给她的感触却是最深的,“整个备赛和参赛过程中,我最大的收获是心态的变化,遇事不再像以前一样急躁了,不管是在学习上还是工作上都专注了许多。”如何分工才能实现效率最大化、怎样让每个成员感受到自己的价值是她现在常常考虑的事情。指导老师樊祥宇对成员们赞不绝口:“我能深切感受到他们对科研项目的喜爱与全情投入,不仅如此,每年还有很多学生联系我想来实验室,相信学院未来会有更多‘精英团队’诞生。”

  经过行业权威专家鉴定,此次济南大学团队研发的微生物制剂充满发展潜力,为可替代抗生素新制剂的研发提供了新思路、新策略。未来,项目团队将通过与企业合作继续推动科技成果转化,把科研成果写在祖国大地上,为人民生产生活方式绿色转型、筑牢国家生态安全屏障做出应有的贡献。可持续发展的“接力棒”将在济大有志学子手中握紧,代代相传,接续前行。

  (文/新浪山东 王璐 王昕 图片由受访者提供)