Cytochrome P450-mediated metabolic engineering: current progress and future challenges
核心问题:植物细胞色素P450酶在代谢工程中应用时面临的表达水平低、电子传递效率不足、产物毒性及通量控制等核心挑战。
关键发现:在酿酒酵母中经多轮优化实现青蒿酸产量25 g/L 等 7 条
核心问题:植物细胞色素P450酶在代谢工程中应用时面临的表达水平低、电子传递效率不足、产物毒性及通量控制等核心挑战。
关键发现:在酿酒酵母中经多轮优化实现青蒿酸产量25 g/L 等 7 条
核心问题:植物次生代谢中代谢物形成(metabolon formation)与代谢通道(metabolic channeling)的机制,以及这些机制如何使植物高效合成天然产物并避免代谢干扰。
关键发现:拟南芥基因组编码112个UDP-糖基转移酶 等 4 条
核心问题:利用经典遗传学和反向遗传学方法解析植物次生代谢途径的中间产物、酶活、基因调控机制以及代谢物转运,尤其关注模式植物拟南芥和非模式植物中的研究进展。
关键发现:CYP79F1和CYP79F2双敲除完全 abolished 脂肪族硫代葡萄糖苷生物合成 等 5 条
核心问题:解析植物类胡萝卜素生物合成途径及其调控机制,并利用多基因工程手段改良植物类胡萝卜素组成,实现营养强化和高价值类胡萝卜素生产。
关键发现:玉米组合转化回收了7种不同的转基因组合 等 9 条
核心问题:植物次生代谢物在细胞及组织水平上的膜转运机制尚不清楚,系统阐明各类转运蛋白(ABC、MATE等)如何特异性转运生物碱、酚类和萜类等次生代谢物,并探讨其在代谢工程中的应用潜力。
关键发现:液泡可占据植物细胞内体积的40-90%,在次生代谢物储存中发挥关键作用 等 10 条
核心问题:阐明植物挥发性同源萜类化合物DMNT和TMTT的生物合成途径、酶学机制及其调控,并探讨其在植物防御与传粉中的作用。
关键发现:同源萜类DMNT(C11)和TMTT(C16)是植物挥发物的重要组分 等 6 条
核心问题:研究拟南芥类胡萝卜素羟化酶(AtB1、CYP97A3、CYP97B3、CYP97C1)在α-胡萝卜素和β-胡萝卜素环羟化中的体内功能,以及这些羟化酶与β-胡萝卜素酮化酶bkt1共表达时对酮类类胡萝卜素生成和类胡萝卜素代谢流的影响。
关键发现:AtB1过表达使β-胡萝卜素途径产物显著增加:β-隐黄素0.51 μg/g(WT 等 8 条
核心问题:Solanesol是一种高价值的45碳异戊二烯化合物,其供应不稳定且成本高,需要寻找可持续的生物来源。文章综述了solanesol在茄科植物及其废弃物中的存在、生物合成途径、用途以及用于生产coenzyme Q10等药物的潜力。
关键发现:['烟草叶片中solanesol含量范围0.4%-1.7%干重(Zhou和Liu,2006),另一研究显示0.05%-1.77%干重(Kotipalli等,2008)。', '马铃薯叶片中solanesol含量变化大,从1.5%干重(Asahina等,1977)到0.04%每克鲜重(Ma等,2... 等 2 条
核心问题:刺五加齐墩果烷型三萜皂苷生物合成途径中两个关键酶(β-香树脂醇合酶和β-香树脂醇28-氧化酶)的功能鉴定与异源表达。
关键发现:分离得到EsBAS(cDNA全长2738 bp,ORF 2295 bp,编码769个氨基酸,88.4 kDa)和CYP716A244(cDNA全长1721 bp,ORF 1446 bp,编码481个氨基酸,54.01 kDa)。酵母中异源表达EsBAS产生β-香树脂醇,GC/MS保留时间36....
核心问题:植物类异戊二烯前体生物合成关键酶(特别是HMG-CoA还原酶和MEP途径酶)的翻译后调控机制尚未被充分认识,而转录水平研究往往不能反映真实酶活性,需要系统解析翻译后事件。
关键发现:拟南芥HMG-CoA还原酶HMGR1的Ser577磷酸化负调控其活性,磷酸化由SnRK1激酶催化并可为蛋白磷酸酶2A逆转。过表达Brassica juncea HMG-CoA合酶突变体可使酶活性提高10倍,并诱导拟南芥HMG-CoA还原酶转录。甲羟戊酸激酶受FPP、IPP、DMAPP、GPP等... 等 2 条
核心问题:植物抗毒素是病原诱导的次生代谢产物,具有广谱抗菌活性,但因其化学多样性和生物合成途径复杂,长期未能被有效应用于作物保护。传统育种和基于其他防御机制的基因工程对作物抗病性的提升有限,亟需开发新的策略来改善作物保护。
关键发现:['在异源表达葡萄芪合酶(STS)的转基因植物中,白藜芦醇产量最高可达 400 μg/g 鲜重,并增强了对真菌病原的抗性 等 3 条
核心问题:类胡萝卜素生物合成途径的完整定位与三维组织状态未知,缺乏对酶复合物(代谢体)组装、亚细胞器定位及底物或产物转运机制的认识,限制了可预测的植物代谢工程改造。
关键发现:玉米PSY1三个等位变异仅在第168和257位存在1-2个氨基酸差异,第257位可为脯氨酸、丝氨酸或苏氨酸 等 5 条
核心问题:解析马铃薯DOXP-MEP途径关键酶StDXS1在晚疫病菌侵染过程中的表达变化及其功能,探索其在植物抗病代谢中的作用。
关键发现:StDXS1 cDNA全长2421 bp,包含2160 bp开放阅读框,编码719个氨基酸,分子量77.8 kDa,与番茄LeDXS氨基酸序列一致性达99%。在接种高毒力菌株US8的马铃薯叶片中,StDXS1转录本在12 hpi达到峰值,48 hpi后急剧下降 等 3 条
核心问题:亚麻中蛋白法尼基化事件如何介导ABA对LuPLR1基因表达和木脂素生物合成的调控
关键发现:LuERA1基因长度为3471 bp,包含13个外显子,成熟转录本1296 bp,编码473个氨基酸 等 8 条
核心问题:解析大豆鲨烯合酶基因(GmSQS1和GmSQS2)在种子植物甾醇生物合成中的功能,并探究通过基因工程提高种子植物甾醇含量的可行性。
关键发现:大豆基因组含有两个SQS基因,编码413个氨基酸,氨基酸序列相似性96% 等 6 条
核心问题:通过过表达FLS1能否将类黄酮生物合成途径导向特定黄酮醇(如山奈酚、槲皮素)的积累,以及这种遗传操作对植物生长和非生物胁迫耐受性的影响。
关键发现:FLS1-OX幼苗根尖黄酮醇含量略高于野生型,但地上部黄酮醇含量明显低于野生型 等 9 条
核心问题:猕猴桃AdPDC1基因在淹水胁迫中的作用及其是否参与其他环境胁迫的调控网络
关键发现:AdPDC1全长cDNA为1931 bp,ORF 1821 bp,编码606个氨基酸,预测分子量65.25 kDa,pI 5.81。水涝胁迫下AdPDC1表达量在24 h、48 h、96 h分别上调270.60倍、883.48倍和228.33倍 等 6 条
核心问题:系统综述类胡萝卜素的生物合成途径、营养功能及其在作物中提高含量的策略,以改善人类膳食中类胡萝卜素水平。
关键发现:全球类胡萝卜素市场预计到2005年约9.35亿美元 等 6 条
核心问题:植物类胡萝卜素在人类营养和抗逆性中发挥重要作用,但主粮作物中维生素A原等类胡萝卜素含量不足,特种类胡萝卜素(如虾青素)生产依赖化学合成且成本高、立体异构不纯,叶片类胡萝卜素改造对提高抗逆性有潜力。核心问题是如何通过代谢工程有效提高作物中类胡萝卜素含量、定向生产高价值类胡萝卜素并增强植物抗逆性。
关键发现:油菜籽中过表达CrtB即可大幅增加八氢番茄红素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素 等 16 条
核心问题:植物挥发物(特别是萜类和苯丙烷类)是否仅由有限的经典途径合成?新发现的非经典替代途径有哪些?
关键发现:植物挥发物可占同化碳的5-10%,胁迫时更高 等 3 条