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In silico mining and functional analysis of AP2/ERF gene in Withania somnifera

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-60090-7 · 含路线图 · 有原文

核心问题:在睡茄(Withania somnifera)中鉴定 AP2/ERF 转录因子基因家族,并阐明其参与胁迫耐受及萜类代谢调控的功能。

关键发现:从睡茄转录组中鉴定出187个AP2/ERF基因相关转录本(berry 89个,leaf 36个,root 62个) 等 5 条

代谢工程 AP2/ERF转录因子睡茄(Withania somnifera)瞬时过表达萜类生物合成非生物胁迫 Withania somnifera Withania somnifera Withania somnifera

Heterologous expression of xanthophyll esterase genes affects carotenoid accumulation in petunia corollas

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-58313-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:矮牵牛花冠因叶黄素酯化活性低导致类胡萝卜素积累不足,无法形成深黄色花朵。

关键发现:TeXES-OX #5的花冠管和花冠片总类胡萝卜素含量分别为野生型的3.11倍和2.90倍 等 6 条

代谢工程 carotenoid accumulationesterificationmetabolic engineeringpetuniaxanthophyll esterase Petunia x hybrida 'Ca... Petunia x hybrida 'Ca... Petunia x hybrida 'Ca...

The targeted overexpression of SlcDF4 in the fruit enhances tomato size and yield involving gibberellin signalling

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-67537-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:番茄果实大小和产量受多个基因调控,但控制果实生长(尤其是细胞扩张阶段)的调控基因尚不清楚,缺乏对调控网络的功能解析。

关键发现:SICDF4主要在果实扩增期(20-30 DAA)高表达 等 7 条

植物代谢工程 / 合成生物学 DOF转录因子家族SICDF4转录因子产量库强果实大小番茄果实发育 番茄(Solanum lycopersic... 番茄(Solanum lycopersic... 番茄(Solanum lycopersic...

Development of screening methods for functional characterization of UGTs from Stevia rebaudiana

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-71746-9 · 含路线图 · 有原文

核心问题:甜菊醇糖苷生物合成途径中UGT的功能大多未知,缺乏简便的功能表征方法。

关键发现:UGT76G1在烟草中成功表达,分子量约77 kDa 等 7 条

代谢工程 Nicotiana benthamianaStevia rebaudianaUGTglycosylationsteviol glycosidestransient expression Nicotiana benthamiana Nicotiana benthamiana Nicotiana benthamiana

The unprecedented diversity of UGT94-family UDP-glycosyltransferases in Panax plants and their contribution to ginsenoside biosynthesis

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-72278-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:人参属植物中负责人参皂苷糖链延伸的UGT94家族酶尚未被系统鉴定,其基因多样性和功能分化机制不清楚。

关键发现:从人参混合cDNA中克隆了46个PgUGT94s,氨基酸一致性85.87%-99.78% 等 3 条

代谢工程 UDP-糖基转移酶UGT94三七人参人参皂苷糖链延伸 E. coli BL21(DE3) E. coli BL21(DE3) E. coli BL21(DE3)

Identification and the potential involvement of miRNAs in the regulation of artemisinin biosynthesis in A. annua

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-69707-3 · 含路线图 · 有原文

核心问题:青蒿素在黄花蒿中含量极低,其生物合成的调控机制尚未完全阐明,尤其是miRNA对青蒿素生物合成途径的调控作用未知。

关键发现:共鉴定121个miRNA,其中80个保守miRNA隶属23个家族,41个为黄花蒿特异新型miRNA 等 8 条

代谢工程 Artemisia annuaartemisininmiRNAsecondary metabolismsmall RNA sequencingtranscription factor Artemisia annua Artemisia annua Artemisia annua

SMRT- and Illumina-based RNA-seq analyses unveil the ginsinoside biosynthesis and transcriptomic complexity in Panax notoginseng

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-72291-1 · 含路线图 · 有原文

核心问题:三七(Panax notoginseng)中人参皂苷生物合成途径尚不清楚,缺乏全长转录组注释,限制了对皂苷生物合成机制的理解及其在工业生物合成和遗传育种中的应用。

关键发现:获得237,368个全长非嵌合(FLNC)读段 等 9 条

代谢工程 Panax notoginsengRNA-seqSMRT sequencingalternative splicingginsenoside biosynthesistranscriptome Panax notoginseng Panax notoginseng Panax notoginseng

Synthetic Biology-derived triterpenes as efficacious immunomodulating adjuvants

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-73868-6 · 含路线图 · 有原文

核心问题:鲨鱼肝脏来源的角鲨烯作为疫苗佐剂存在可持续性、污染和纯度问题,迫切需要非动物来源、高纯度的替代品。

关键发现:酵母来源角鲨烯、botryococcene和混合角鲨烯纳米乳粒径分别为183.97nm、175.13nm和196.47nm,与鲨鱼角鲨烯(179.88nm)和Addavax(170.90nm)相近 等 7 条

合成生物学 botryococcenesqualenesynthetic biologytriterpenevaccine adjuvantyeast Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces cerevisiae

Comparative transcriptome analysis of a taxol-producing endophytic fungus, Aspergillus aculeatinus Tax-6, and its mutant strain

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-67614-1 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析产紫杉醇内生真菌 Aspergillus aculeatinus Tax-6 及其高产突变株 BT-2 的紫杉醇生物合成分子机制,揭示真菌中紫杉醇合成途径及产量低的原因。

关键发现:突变株 BT-2 的紫杉醇产量为 560 μg L⁻¹,高于原始菌株 Tax-6 等 5 条

代谢工程 Aspergillus aculeatinusendophytic fungusmevalonate pathwaymutant straintaxoltranscriptome Aspergillus aculeatin... Aspergillus aculeatin... Aspergillus aculeatin...

Construction of an artificial system for ambrein biosynthesis and investigation of some biological activities of ambrein

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-76624-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:高效合成龙涎香主要成分ambrein及其气味化合物,并探索其新的生物活性;现有化学合成和生物合成产量低,且天然来源稀缺。

关键发现:在D373位点仅Cys突变(D373C)可使BmeTC产生ambrein,产率为12.5% 等 6 条

代谢工程;合成生物学 Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21...

Multiple gene substitution by Target-AID base-editing technology in tomato

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-77379-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:在番茄中实现多个类胡萝卜素相关基因的精准碱基替换,避免传统CRISPR/Cas9产生indel导致基因敲除带来的致死效应,并用于品种改良。

关键发现:在12个T0转基因系中,11个(91.6%)同时携带三个靶基因的替换突变。T1代纯合突变株系中,番茄红素含量在#43-2_2中为44.63 μg/g FW(对照WT为30.75),约增加45% 等 5 条

代谢工程 Target-AIDbase editingcarotenoidmultiplex gene editingtomato 番茄 (Solanum lycopersi... 番茄 (Solanum lycopersi... 番茄 (Solanum lycopersi...

Multiplicity of carotene patterns derives from competition between phytoene desaturase diversification and biological environments

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-77876-4 · 含路线图 · 有原文

核心问题:研究八种CrtI类八氢番茄红素脱氢酶在不同生物环境下的脱饱和模式差异,以及其与系统发育和动力学特性的关系。

关键发现:3步和5步脱饱和酶分别至少66%和47%的序列同一性,而4步脱饱和酶序列同一性可低至27%。在60小时体外反应中,I3_Rc产生番茄红素,I4_Pa产生二脱氢番茄红素和四脱氢番茄红素,I4_Ea和I5_Nc能进行六次脱饱和形成四脱氢番茄红素。动力学分析显示各酶Kd值变化范围达100倍,kcat... 等 2 条

代谢工程/合成生物学 CarotenoidsCrtIEnzyme kineticsMetabolic engineeringPhytoene desaturase Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21...

Nanosecond pulsed electric fields modulate the expression of the astaxanthin biosynthesis genes psy, crtR-b and bkt 1 in Haematococcus pluvialis

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-72479-5 · 含路线图 · 有原文

核心问题:探究纳秒脉冲电场(nsPEFs)是否能够调控微藻Haematococcus pluvialis中虾青素合成相关基因的表达,并促进虾青素积累,同时解析其信号传导机制(细胞膜NADPH氧化酶RboH与钙离子内流的作用)。

关键发现:50 ns脉冲处理使死亡率在18 h达14%,96 h达约19%;25 ns处理后死亡率起初约6%,96 h升至17%;对照死亡率低于3%。 等 6 条

合成生物学 / 代谢工程 Haematococcus pluvialisRboHastaxanthinbkt1calcium signalingcrtR-b Haematococcus pluvialis Haematococcus pluvialis Haematococcus pluvialis

Evaluation of spore inoculum and confirmation of pathway genetic blueprint of T13αH and DBAT from a Taxol-producing endophytic fungus

Scientific Reports · 2020 · 10.1038/s41598-020-77605-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:内生真菌Fusarium solani产紫杉醇和巴卡亭III产量低,缺乏以孢子为接种物的系统培养优化,且其紫杉醇生物合成通路基因尚未充分确认。本文旨在通过孢子接种和培养基筛选提高产量,并克隆关键基因T13αH和DBAT以验证通路遗传蓝图。

关键发现:MFBB摇瓶条件下紫杉醇最高产量为136.3 μg/L,巴卡亭III为128.3 μg/L 等 7 条

发酵工程 Fusarium solani Fusarium solani

Ubiquitination of phytochrome synthase 1 precursor modulates carotenoid biosynthesis in tomato

Communications Biology · 2020 · 10.1038/s42003-020-01474-3 · 含路线图 · 有原文

核心问题:类胡萝卜素生物合成的翻译后调控机制尚不清楚,特别是泛素化修饰如何调控类胡萝卜素生物合成。

关键发现:PPSR1具有自泛素化活性,其半衰期约2.5小时 等 6 条

代谢工程 E3 ubiquitin ligasePPSR1PSY1carotenoid biosynthesistomatoubiquitination 番茄 (Solanum lycopersi... 番茄 (Solanum lycopersi... 番茄 (Solanum lycopersi...

Critical enzymes for biosynthesis of cucurbitacin derivatives in watermelon and their biological significance

Communications Biology · 2020 · 10.1038/s42003-020-01170-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析西瓜中参与葫芦素衍生物生物合成的关键酶(乙酰转移酶ACTs和UDP-葡萄糖基转移酶UGT)的功能,阐明其如何通过催化乙酰化和糖基化修饰葫芦素骨架,生成多样化的葫芦素衍生物,并探讨其在植物胁迫响应和昆虫取食行为中的生物学意义。

关键发现:ACT3对CuE-Glu具有最高催化效率(kcat/Km=21.21×10^2 M^-1 s^-1,kcat=2.47×10^-2 s^-1,Vmax=20.56 nmol/min/mg),对CuE最低(kcat/Km=7.21×10^2 M^-1 s^-1) 等 7 条

代谢工程 UDP-糖基转移酶乙酰转移酶植物防御生物合成葫芦素西瓜 E. coli BL21(DE3) E. coli BL21(DE3) E. coli BL21(DE3)

Regio- and Stereoselectivity of CYP450BM3-Catalyzed Hydroxylation of Complex Terpenoids: A QM/MM Study

Physical Chemistry Chemical Physics · 2020 · 10.1039/D0CP03083J · 含路线图 · 有原文

核心问题:P450BM3 对复杂萜类底物(如青蒿素)羟基化的区域选择性和立体选择性机制尚不明确,限制了其作为生物催化剂用于萜类生物合成的理性工程改造。

关键发现:FL#62 对青蒿素的对接表明 pro-C7(S) 结合能 -5.31 kcal/mol,优于 pro-C7(R) 的 -4.55 kcal/mol,与实验上 C7(S) 产物为主一致;X-E12 催化 C6a 羟化的氢提取平均活化势垒为 等 9 条

合成生物学 Bacillus megaterium Bacillus megaterium Bacillus megaterium

The biosynthesis of the anti-microbial diterpenoid leuethanol in Leucophyllum frutescens proceeds via an all-cis prenyl intermediate

The Plant Journal · 2020 · 10.1111/tpj.14957 · 含路线图 · 有原文

核心问题:阐明抗微生物二萜leuethanol在Leucophyllum frutescens中的生物合成途径,特别是非典型全顺式前体NNPP的参与及其酶学机制。

关键发现:解析了leuethanol完整生物合成途径,涉及三个酶:LfCPT1合成NNPP,LfTPS1将NNPP环化为dihydroserrulatene(主要产物1)及自发芳构化的serrulatane(2),CYP71D616催化C8羟基化生成leuethanol。在N. benthamiana中...

代谢工程 all-cis prenyl diphosphateanti-microbialcytochrome P450leuethanolterpene biosynthesis Leucophyllum frutescens Leucophyllum frutescens Leucophyllum frutescens

Reconstruction and analysis of a carbon-core metabolic network for Dunaliella salina

BMC Bioinformatics · 2020 · 10.1186/s12859-019-3325-0 · 含路线图 · 有原文

核心问题:基于杜氏盐藻(Dunaliella salina)CCAP19/18的核基因组,重建其碳核心代谢网络,以理解非生物胁迫条件下β-胡萝卜素积累的胞内通量分布,并预测不同光照和营养条件下的代谢行为。

关键发现:重建的网络包含221个反应和212个代谢物,分布于细胞质、叶绿体和线粒体三个区室。FBA预测:在氮充足低光和高光条件下,最大生长速率分别为0.1287 h^-1(3.09 d^-1)和0.7934 h^-1 等 2 条

代谢工程 Central carbon metabolismDunaliella salinaFlux balance analysisMetabolic network reconstruction Dunaliella salina CCA... Dunaliella salina CCA... Dunaliella salina CCA...

Transcriptional reprogramming strategies and miRNA-mediated regulation networks of Taxus media induced into callus cells from tissues

BMC Genomics · 2020 · 10.1186/s12864-020-6576-2 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析Taxus media愈伤组织诱导过程中转录重编程与miRNA介导的调控网络,阐明紫杉醇生物合成的调控机制,为利用细胞培养生产紫杉醇提供候选基因和调控靶点。

关键发现:愈伤组织中紫杉醇含量为1.34 mg/gDW,是亲本组织的2.32倍 等 3 条

代谢工程 Plant defensesTaxol biosynthesisTaxus callusTranscription factorsmiRNA Taxus media 愈伤组织细胞 Taxus media 愈伤组织细胞 Taxus media 愈伤组织细胞