CRISPR/Cas9技术敲除酿酒酵母gpd2基因对产2,3-丁二醇的影响

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。     

植物乙酰辅酶A羧化酶β亚基acc D在因研究进展

综述了乙酰辅酶A羧化酶及其催化域羧基转移酶(Carboxyltransferase,CT)的β亚基(β-CT)的分布和生理功能、β-CT编码基因accD的分子生物学特征及乙酰辅酶A羧化酶在脂肪酸代谢工程中的应用研究进展。     

PMT 和H6H 双基因共转化提高三分三托品烷类生物碱质量分数

三分三是我国特有的托品烷类生物碱药源植物.采用基于发根的外源基因表达技术,农杆菌介导遗传转化 三分三,获得转烟草PMT 和莨菪H6H 基因的发根、基因组PCR鉴定转基因发根、液体摇床培养后,HPLC检测 发根中莨菪碱和东莨菪碱质量分数.结果发现:在三分三转基因发根中,能够同时检测到1177bp的莨菪H6H 基 因片段和451bp的烟草PMT 基因片段,而非转基因发根没有检测到这2个基因,表明外源PMT 和H6H 这2个 基因整合进了三分三基因组.转基因发根系T11中东莨菪碱质量分数最高,比非转基因发根系高出近6倍,比自然 根高出近25倍;转基因发根系T25中莨菪碱质量分数最高,比非转基因发根系高出近8倍,比自然根高出近75 倍;转基因T25中东莨菪碱和莨菪碱总量最高,比非转基因发根系高出近7倍,比自然根高出近44倍.     

基于甘薯毛状根的外源多基因表达系统的建立

用携带植物高效表达载体pCAMBIA1304＋的“解除武装”的重组C58C1工程菌转化甘薯新品种“渝苏303”无菌苗的真叶,50个外植体中的36个长出了毛状根,诱导率达72%.PCR检测证实发根型质粒pRiA4和表达型质粒pCAMBIA1304＋均能整合到甘薯毛状根基因组内,共转化率达36%.建立了基于发根农杆菌介导的甘薯毛状根的高效外源基因表达系统,为利用甘薯毛状根快速验证基因功能和将多个外源基因导入甘薯,实现其代谢工程及开展分子育种奠定了基础.     

基于颠茄发根的外源基因表达系统的建立

 用携带植物高效表达载体pCAMBIA1304 ⁺ “解除武装”的重组C58C1工程菌转化颠茄无菌苗真叶, 发根诱导率达100%。PCR检测证实发根型质粒pRiA4和表达型质粒pCAMBIA1304 ⁺均能整合到颠茄发根基因组内, 共转化率达30%。建立了基于颠茄发根的高效外源基因表达系统, 为将托品烷类生物碱东莨菪碱的生物合成关键酶基因导入颠茄, 实现其次生代谢工程及开展分子育种奠定了基础。     

异源表达细菌二氢喋呤合成酶基因提高拟南芥叶酸含量的研究

植物是人体叶酸的重要来源,人体缺乏叶酸会导致贫血、新生儿神经系统疾病,还与心血管病及某些癌症的发病有关,因此提高食用作物中叶酸的含量是代谢工程的研究目标之一。本研究将从细菌中分离到的编码二氢喋呤合成酶（DHPS）基因FolP,由35S启动子驱动在拟南芥线粒体中过量表达,获得了转基因植株,转基因植株叶酸总含量比野生型对照提高了48%,表明DHPS酶对植物叶酸的合成起着调控作用。     

L-亮氨酸产生菌的代谢工程改造及其发酵效率

以选育的获得产L-亮氨酸的谷氨酸棒杆菌MD106为出发菌株,通过重叠延伸PCR及自杀载体介导的同源重组技术构建panBC及alaT双基因缺失的突变株MD106ΔpanBC/ΔalaT,并对出发菌及双缺失重组菌进行摇瓶发酵试验,测定发酵指数。结果显示,发酵40h后,突变株的L-亮氨酸的产量为7.91g/L,比出发菌株提高43.3%,而且主要杂酸——丙氨酸减少超过80%,总杂酸比例较出发菌株减少55.6%。     

花色苷生物合成及代谢工程研究进展

花色苷作为植物的次生代谢产物及花和果实的主要色素成分,不仅可以吸引授粉者和种子传播者,还参与过滤紫外线,抵御病原菌,提高植物的育性.因为它具有抗氧化、抗炎症、抗癌、抗肥胖、抗糖尿病和保护心脏等活性,因此不仅可以作为天然染料,还可以作为保健食品.随着在众多植物中发现了花色苷合成基因及调控基因,其合成途径和分子调控得到了阐释,因此花色苷代谢工程被应用于植物和微生物.     

植物种子重要成分的代谢工程

本文综述了植物种子重要成分(淀粉、糖类、蛋白质和油脂等)以及块茎、果实的代谢工程研究进展。     

反向代谢工程研究进展

反向代谢工程通过构建具有遗传多样性的突变文库,结合有效的高通量筛选技术,从而获得由多基因控制的复杂表型。目前,它已成为工业生物技术中研究生物代谢途径和改造菌株性能的强有力工具。反向代谢工程研究中的一个瓶颈问题是如何获得多样化的细胞表型突变库,该文介绍了几种经典的和近期发展起来的解决该瓶颈问题的方法,并列举了这些方法的最新应用进展。