从事生物物理学和定量生物学交叉学科的研究。作为子课题负责人和课题骨干参与了6项生物信息学、定量生物学以及合成生物学等国家级项目研究，作为课题负责人主持了3项国家基金委面上研究项目。
从事生物物理学和定量生物学交叉学科的研究。作为子课题负责人和课题骨干参与了6项生物信息学、定量生物学以及合成生物学等国家级项目研究，作为课题负责人主持了3项国家基金委面上研究项目。
1、酵母菌细胞周期过程。发表了一系列有影响的工作，包括：布尔代数网络模型（PNAS 2004），随机过程模型（Physica D 2006），拟势能量图景（PLoS Comput. Biol. 2015），动力学过程的全局稳定性（Physical Review E 2020），DNA 复制检查点激活过程中的随机效应（Physical Review X 2020，PNAS Nexus 2023）。
2、细胞的非平衡稳态（Physical Review Research 2022，Physical Review Research 2024）。
3、免疫系统网络的动力学（iScience 2022，PLoS Comput. Biol. 2023 等）。
4、浮萍的定量生物学研究和应用。
项目背景
威海作为我国重要海水养殖基地，水产饲料高度依赖进口鱼粉与豆粕，对外依存度超70%，面临成本攀升、供应链不稳定等多重压力。现有植物蛋白饲料消化率低、氨基酸失衡，难以满足高端水产苗种需求。同时，国家“减抗”政策持续推进，传统抗生素存在残留风险，亟需安全高效的本地化新型饲料及病害防控解决方案。
浮萍作为联合国粮农组织推荐的未来食品候选资源，具有高蛋白（30%–45%）、快速生长（倍增时间20–48小时）、环境适应性强等优势，可固碳减排、利用废水氮磷生长，契合双碳战略；其衍生的抗菌肽更是具备高效广谱、不易产生耐药性、无残留等特性，成为替代抗生素的理想选择，兼具饲料原料与绿色防控双重潜力。
总体目标
北京大学威海海洋研究院李方廷利用定量建模与AI筛选技术，联合中科院和华东师大等研究团队，建立联合实验室，利用浮萍生物反应器技术，计划在威海构建“浮萍种质创新—规模化高效培养—饲料添加剂+抗菌肽制剂—产业化应用”的完整技术与产业体系，打造北方浮萍高值化利用产业标杆，实现浮萍饲料添加剂与抗菌肽制剂在黄渤海区域水产养殖的规模化应用，降低对进口蛋白源的依赖，助力养殖业绿色可持续发展。
种质创新与抗菌肽定向开发技术
利用中科院全球最大浮萍种质库，结合基因编辑、合成生物学工具，定向培育高蛋白、高淀粉浮萍品系。
针对威海地区牡蛎苗、海参苗等水产苗种的主要致病菌，设计特异性抗菌肽基因，构建浮萍高效表达系统。
高效培养与制剂制备技术
完善模块化可控环境立体培养系统，集成温光湿 CO₂ 协同调控、LED 光谱优化、营养液循环利用技术，突破北方冬季生产限制。
优化浮萍抗菌肽提取、纯化及制剂工艺，开发饲料添加剂型、水体改良型抗菌肽产品。
智能监测与应用适配技术
深化 AI 图像识别与机器学习应用，构建浮萍生长及抗菌肽表达量动态监测系统，优化浮萍饲料配比与抗菌肽使用剂量，解决抗营养因子去除、制剂稳定性等问题，提升产品适口性与病害防控效果。
蛋白含量30%–45%
媲美蛋清/牛奶，FDA认证新型替代蛋白，年产蛋白>800 kg/亩（超大豆7倍）。
高附加值成分 黄酮、硒蛋白、维生素B12（解决“隐性饥饿”）。
高产量 淀粉产量=水稻6倍，油脂产量≈大豆7倍，生物干重积累7吨/亩/年。
平面或立体栽培 单位面积产量指数增长。
抗环境波动 不受耕地限制、气候灾害影响；淡水/废水均可培养，修复污染水体。
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