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科研人员利用工业微生物生产玉米黄素研究取得进展
来源:本文章来源于网络 时间:2019-11-10 12:25:41

玉米黄质是光合生物中一种重要的色素,能保护细胞免受强光损伤。玉米黄质也是视网膜黄斑中一种重要的色素,具有保护眼睛、维持视力和认知功能。人类和动物不能单独合成玉米黄质,必须从食物中摄取。蔬菜和水果是玉米黄质的主要来源,但是每天对玉米黄质的需求很难从只含有微克的食物中得到。因此,玉米黄质是人群中最常见的营养成分,因此探索玉米黄质的新资源具有重要的现实意义。中国科学院昆明植物学研究所功能基因组学和利用团队黄俊潮长期从事类胡萝卜素生物合成,最近在玉米黄质生物合成方面取得了新进展。

研究小组首先对整个基因组进行了测序,并分析了一种新菌株(Sphingobiumsp.)的基因功能。),可以合成和积累玉米黄质羟基化衍生物Flavin,并对类胡萝卜素合成途径进行了分析。同时,通过化学诱变剂处理,获得了crtg基因功能缺陷突变体和仅积累玉米黄质的突变体。其次,建立了基于该菌株胞内质粒的基因表达载体,筛选了适合驱动基因表达的内源性启动子,并确定了玉米黄质合成的关键限速步骤。在此基础上,通过代谢工程的改造,获得了遗传稳定的diz工程菌株。该菌株可在发酵罐中培养4d,获得玉米黄质479mg/L,胞外多糖22克/L。丝裂菌被普遍认为是一种安全的菌株(GRAS),已被用于工业化生产多功能胞外多糖。本研究首次在该菌株中进行了基因操作,获得了一株安全、高产的玉米黄质工程菌株,有望解决目前玉米黄质的短缺和价格昂贵的问题。

这项研究的结果发表在农业食品化学杂志(doi:10.1021/acs.jafc.9b05342)上,标题为enhancedcoproductionofcell-boundzeaxanthinandsecretedexopolysaccharidesbysphingobiumsp.viametabolicengineeringandoptimizedfermentation.。这项研究所涉及的技术已获得专利(201610866211.x201610657389.6)。昆明植物所博士生刘萌萌是论文的第一作者,黄俊潮是来文作者。这项研究部分由云南省野生植物资源与生物技术重点实验室资助。

玉米黄质生产菌的建立及其发酵生产

资料来源:中国科学院昆明植物研究所

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