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多粘类芽孢杆菌IAA生物合成研究取得重要进展
发布时间:2022-08-22 作者: 浏览次数:10

杜秉海/丁延芹教授土壤微生物科研团队

多粘类芽孢杆菌IAA生物合成研究取得重要进展


近日,我院杜秉海/丁延芹教授土壤微生物科研团队在植物根际促生细菌(PGPR)代谢工程与合成生物学研究领域取得重要进展。多粘类芽孢杆菌是一种典型的PGPR,合成IAA是其促进植物生长发育的机制之一。本研究发现,多粘类芽孢杆菌SC2patAilvB3fusE组成IAA内源合成的IPyA途径。借助于合成生物学策略,通过理性筛选、合成改造,获得一个可用于多粘类芽孢杆菌生物合成研究的新型内源强启动子P04420。在SC2菌株的自发突变株 SC2-M1 中,采用强启动子P04420超表达patAilvB3fusESC2-M1菌株的 IAA 产量可提高60%。进一步研究发现,来源于酿酒酵母、大肠杆菌和路德维希肠杆菌的IPyA途径以及根癌农杆菌IAM 途径的基因均可不同程度地提高SC2-M1 菌株的 IAA 产量。采用P04420启动子在SC2-M1中共表达来源于路德维希肠杆菌 JP6 IPyA 途径的基因ELJP6_14505ipdCELJP6_00725SC2-M1菌株的 IAA 产量从13 μg/mL增加到31 μg/mL,提高了138%。研究结果不仅鉴定和组合优化了多粘类芽孢杆菌SC2菌株的IAA生物合成途径,而且为系统开展多粘类芽孢杆菌SC2代谢工程与合成生物学研究以及多粘类芽孢杆菌多功能工程菌构建奠定了技术方法基础。

相关研究结果在线发表于生物工程与应用微生物领域重要期刊《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》(原名Biotechnology for Biofuels)(https://doi.org/10.1186/s13068-022-02181-3)。我院硕士研究生孙慧敏和张继坤同学为该论文的共同第一作者,丁延芹教授和汪城墙副教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和山东省重点研发计划等课题的资助。


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