共 101 篇

Discovery of FoTO1 and Taxol genes enables biosynthesis of baccatin III

Nature · 2025 · 10.1038/s41586-025-09090-z · 含路线图 · 有原文

核心问题:紫杉醇(Taxol)生物合成途径尚未完全解析,特别是工业前体baccatin III无法高效异源生产,且第一步氧化酶T5αH在异源体系中效率低、产生大量副产物,长期阻碍途径重构。

关键发现:通过mpXsn分析17,143个单核转录组(272个样本),将已知紫杉醇基因划分为3个共表达模块,发现8个新基因。FoTO1使早期紫杉醇途径产量提高10-17倍,抑制T5αH副产物(OCT、iso-OCT等),使taxadien-5α-ol成为主要产物 等 4 条

合成生物学 FoTO1TaxolTaxusbaccatin IIIbiosynthesismpXsn 本氏烟草 (Nicotiana benth... 本氏烟草 (Nicotiana benth... 本氏烟草 (Nicotiana benth...

Transcriptome profiling and co-expression network analysis of 96 Haematococcus pluvialis samples

Scientific Data · 2025 · 10.1038/s41597-025-05533-4 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析雨生红球藻在生长调控、虾青素积累和次级细胞壁合成等关键过程中的分子机制,并提供高质量转录组数据和共表达网络资源。

关键发现:共获得96.7 GB高质量数据(2,080,511,173条clean reads,质量分数>30),平均比对率为63.31%。WGCNA以软阈值β=7(R²>0.9)构建网络,鉴定出39个共表达模块,平均每个模块732个基因(最少31个,最多5,312个)。重注释共为8,598个未表征基因提... 等 3 条

代谢工程 Haematococcus pluvialisWGCNAastaxanthinco-expression networksecondary cell walltranscriptome Haematococcus pluvial... Haematococcus pluvial... Haematococcus pluvial...

Cell wall modifications in Saccharomyces cerevisiae wine yeast through adaptive laboratory evolution with Tebuconazole

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-11080-0 · 含路线图 · 有原文

核心问题:葡萄酒商业化面临农药残留问题;利用适应性实验室进化(ALE)以Tebuconazole为选择压力,获得细胞壁修饰的酿酒酵母变体,以增强对农药的耐受性并可能影响农药吸附。

关键发现:获得三个适应性进化变体YCPUC209A/B/C;其中YCPUC209C变体中FKS1、FKS3、CHS3、SED1基因过表达(CHS3 等 8 条

发酵工程 ALECell wallGeneticPesticideYeast Saccharomyces cerevis... Saccharomyces cerevis... Saccharomyces cerevis...

Direct shoot regeneration and gene expression profiling for optimized picriside-I biosynthesis in Picrorhiza Kurroa

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-16636-8 · 含路线图 · 有原文

核心问题:濒危药用植物胡黄连(Picrorhiza kurroa)体外再生效率低,且传统愈伤组织介导的间接再生途径导致次生代谢物胡黄连苦苷I(Picroside-I)产量下降;缺乏将再生方式、代谢物含量与关键基因表达关联起来的系统研究。

关键发现:MS培养基中添加0.5 mg/L TDZ和1.5 mg/L KIN时,直接芽再生效率为83.10%±0.82%,每外植体平均产生7.20±1.10个芽,总再生时间45–50天,而间接再生需80–85天。HPLC显示直接再生芽中Picroside-I含量为9.55 μg/mg(摘要中报道为9.7...

代谢工程 Picrorhiza kurroa 叶片外... Picrorhiza kurroa 叶片外... Picrorhiza kurroa 叶片外...

Metabolically engineered plant cell cultures as biofactories for the production of high-value carotenoids astaxanthin and canthaxanthin

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-11916-9 · 含路线图 · 有原文

核心问题:天然酮类胡萝卜素(虾青素和角黄素)来源有限、生产成本高,化学合成依赖石化原料且步骤复杂,急需可扩展、可持续、安全的生物生产系统。本研究旨在利用代谢工程改造植物细胞培养物实现高效生产。

关键发现:在烟草BY-2细胞中单独表达crtW基因可实现酮类胡萝卜素从头合成,虾青素含量最高达127 μg g⁻¹ DW(W29),角黄素最高55.1 μg g⁻¹ DW(W15)。共表达psy、crtI、crtW的YIW135角黄素产量达788 μg g⁻¹ DW,是单基因株W04(20.0 μg g... 等 3 条

代谢工程 Metabolic engineeringMolecular farmingNicotiana tabacum BY-2 non-photosynthetic cellsSecondary metabolitesSustainable bioproductionSynthetic biology Nicotiana tabacum BY-2 Nicotiana tabacum BY-2 Nicotiana tabacum BY-2

Adaptive laboratory evolution of Blakeslea trispora under acetoacetamide stress leads to enhanced β-carotene biosynthesis

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-13082-4 · 含路线图 · 有原文

核心问题:提高丝状真菌Blakeslea trispora的β-胡萝卜素产量,增强其工业应用潜力

关键发现:适应菌株A78的β-胡萝卜素产量达54±1.95 mg/L,较野生型W78(21.6±2.11 mg/L)提高45% 等 3 条

代谢工程 AcetoacetamideAdaptive laboratory evolutionBlakeslea trisporaβ-Carotene Blakeslea trispora(野生... Blakeslea trispora(野生... Blakeslea trispora(野生...

α-Copaene is a potent repellent against the Asian Citrus Psyllid Diaphorina citri

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-86369-1 · 含路线图 · 有原文

核心问题:亚洲柑橘木虱(Diaphorina citri)是柑橘黄龙病(HLB)的主要传播媒介,需要开发高效、环保的驱避剂以用于push-pull防治策略。本文旨在探究转基因拟南芥释放的倍半萜类挥发物中,除β-caryophyllene外是否还有其他强效驱避成分,并评估其应用潜力。

关键发现:α-copaene在0.9~2.1 ng/μl源剂量下显著驱避ACP雌虫(p=0.0042~0.0210),有效浓度比β-caryophyllene(0.17 μg/μl)低约100倍,释放率仅需0.80±0.04 ng/min;β-caryophyllene动态释放装置中有效剂量为0.17 ... 等 4 条

化学生态学 / 昆虫行为学 / 植物保护 At5g44630Copaiba oilDynamic releaserRepellentα-copaeneα-humulene 转基因拟南芥 转基因拟南芥

Gene editing, metabolomics, network pharmacology strategies to explore terpenoid content and anti-TMV activity in NtSPS1 knockout Nicotiana tabacum

Scientific Reports · 2025 · 10.1038/s41598-025-98745-y · 含路线图 · 有原文

核心问题:NtSPS1基因敲除对烟草红花大金元(HD)品种萜类化合物含量及抗烟草花叶病毒(TMV)活性的影响

关键发现:共鉴定48种萜类化合物,其中6种上调、5种下调 等 7 条

代谢工程 CRISPR/Cas9Network pharmacologyNicotiana tabacumNtSPS1Terpenoidanti-TMV activities Nicotiana tabacum (红花... Nicotiana tabacum (红花... Nicotiana tabacum (红花...

Engineering a promiscuous preyltransferase for selective biosynthesis of an undescribed bioactive cannabinoid analog

Communications Biology · 2025 · 10.1038/s42003-025-07509-x · 含路线图 · 有原文

核心问题:利用混杂的芳香异戊烯基转移酶在大肠杆菌中合成具有多样异戊烯基侧链的生物活性大麻素类似物,特别是获得一种未描述的新化合物4,并通过酶工程提高其选择性和产量。

关键发现:['工程大肠杆菌(含pBbA5c-MevT-MBIS和pET28a/AscC)通过喂食橄榄醇酸(OA)可产生四种异戊烯基化产物,其中OA转化率为70.48%', '化合物1-4的产量分别为0.12±0.02、0.08±0.01、0.38±0.05和7.31±0.60 mg/L', '在额外引入... 等 3 条

合成生物学 Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21... Escherichia coli BL21...

Characterization of cis-polyisoprene produced in Periploca sepium, a novel promising alternative source of natural rubber

Communications Biology · 2025 · 10.1038/s42003-025-07734-4 · 含路线图 · 有原文

核心问题:开发新的天然橡胶替代植物来源,解决因巴西橡胶树种植区域受限导致的天然橡胶供应不足问题。

关键发现:杠柳聚异戊二烯总含量为1.12%(w/w),而罗布麻和鹅绒藤分别为0.51%和0.21%(p<0.01) 等 6 条

合成生物学 Periploca sepium (杠柳) Periploca sepium (杠柳) Periploca sepium (杠柳)

Construction of a single-cell transcriptome atlas for Pogostemon cablin embryos reveals PcNAC048 as a dual regulator coordinating lateral root morphogenesis and patchouli alcohol biosynthesis

Communications Biology · 2025 · 10.1038/s42003-025-09434-5 · 含路线图 · 有原文

核心问题:构建广藿香体细胞胚单细胞转录组图谱,解析胚胎细胞分化轨迹,并揭示同时调控侧根发育和广藿香醇生物合成的关键转录因子PcNAC048。

关键发现:通过单细胞RNA测序对广藿香球形体细胞胚(GSE)和子叶形体细胞胚(CSE)进行分析,分别获得14,202和14,444个高质量细胞,鉴定出12个细胞簇及8种已知细胞类型。拟时分析显示顶端分生组织细胞可分化为表皮细胞,并筛选出13个转录因子。其中PcNAC048(Pat_B16G144500)... 等 4 条

代谢工程 NAC转录因子体细胞胚胎发生侧根发育单细胞RNA测序广藿香广藿香醇生物合成 Pogostemon cablin (广藿香) Pogostemon cablin (广藿香) Arabidopsis thaliana ...

Paclobutrazol induces triterpenoid biosynthesis via downregulation of the negative transcriptional regulator SIMYB in Sanghuangporus lonicericola

Communications Biology · 2025 · 10.1038/s42003-025-07987-z · 含路线图 · 有原文

核心问题:桑黄属真菌桑黄孔菌(Sanghuangporus lonicericola)中三萜类化合物产量低,且化学诱导物调控三萜生物合成的上游转录调控机制尚不清楚。

关键发现:添加100 mg/L PBZ使三萜产量显著增加151.39%,达到42.341±0.442 mg/g(对照为16.843±0.509 mg/g) 等 5 条

代谢工程 MVA pathwayMYB transcription factorSanghuangporus lonicericolapaclobutrazolsubmerged fermentationtriterpenoid Sanghuangporus lonice... Sanghuangporus lonice... Sanghuangporus lonice...

antiSMASH 8.0: extended gene cluster detection capabilities and analyses of chemistry, enzymology, and regulation

Nucleic Acids Research · 2025 · 10.1093/nar/gkaf334 · 含路线图 · 有原文

核心问题:提升antiSMASH基因组挖掘工具对生物合成基因簇的检测与分析能力,扩展可检测的簇类型,并增强对萜类、修饰酶及模块化酶(NRPS/PKS)的预测功能。

关键发现:antiSMASH 等 3 条

合成生物学 NRPSPKSantiSMASHbiosynthetic gene clustergenome miningnatural products Streptomyces coelicol... Amycolatopsis balhimy... Amycolatopsis balhimy...

Bacterial network for precise plant stress detection and enhanced crop resilience

BMC Bioinformatics · 2025 · 10.1186/s12859-025-06082-8 · 含路线图 · 有原文

核心问题:植物胁迫激素脱落酸(ABA)的检测面临灵敏度低、响应时间长、依赖外部激发光源及在体应用受限等挑战,现有生物传感器多为荧光或光谱法,难以实现植物体内实时、低成本、免外部供电的精准监测。

关键发现:模拟结果表明,工程菌对ABA的检测平均响应时间为431.52秒 等 6 条

合成生物学 Abscisic acidBacterial-based sensorEngineered E. coli-PYR1 bacteriaMathematical modelingMolecular communicationSimulations Escherichia coli (E. ... Escherichia coli (E. ... Escherichia coli (E. ...

Integrated transcriptomic and metabolomic analyses reveal tissue-specific accumulation and expression patterns of monoterpene glycosides, galloglycosides, and flavonoids in Paeonia Lactiflora Pall.

BMC Genomics · 2025 · 10.1186/s12864-025-11750-3 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析芍药(Paeonia lactiflora Pall.)中单萜苷、没食子酰糖苷和黄酮类化合物在不同组织中的积累差异及其分子机制,并鉴定关键生物合成基因。

关键发现:共鉴定1406个代谢物(分属11类),PCA累计解释69.1%方差;获得289,313个unigenes(平均长度394 bp,N50=410 bp,BUSCO完整度90.02%)。共鉴定368个显著差异代谢物和23,068个差异表达基因。其中与单萜苷相关DEMs 19个、DEGs 90个;与... 等 3 条

代谢工程 代谢组单萜苷没食子酰糖苷生物合成芍药转录组 Paeonia lactiflora Pall. Paeonia lactiflora Pall. Paeonia lactiflora Pall.

A conserved terpene cyclase gene in Sanghuangporus for abscisic acid-related sesquiterpenoid biosynthesis

BMC Genomics · 2025 · 10.1186/s12864-025-11542-9 · 含路线图 · 有原文

核心问题:桑黄属真菌中具有药用价值的脱落酸相关倍半萜类化合物的生物合成途径和关键酶尚不清楚,限制了其药用潜力开发。

关键发现:从四个桑黄物种中分离得到7个化合物,包括1个新倍半萜SHA-1,其结构经NMR、ECD和DP4计算确定。基因组组装获得31.9–36.2 Mb的基因组,GC含量47.80%–48.11%,BUSCO完整性91.0%–93.7%,N50为2.52–3.02 Mb,包含17–25个contigs,... 等 2 条

合成生物学 Abscisic acidAncAGenome miningInonotus sanghuangPhellinus linteusTerpene synthase Sanghuangporus weigel... Sanghuangporus spp. Sanghuangporus spp.

Genome-wide identification and expression pattern analysis of NAC family in Taxus yunnanensis and the TyuNAC30 role in paclitaxel production

BMC Genomics · 2025 · 10.1186/s12864-025-11916-z · 含路线图 · 有原文

核心问题:云南红豆杉中NAC转录因子家族缺乏全基因组水平鉴定,且其成员在紫杉醇生物合成中的调控作用尚不清楚。

关键发现:从T. yunnanensis基因组中鉴定出44个NAC基因,分子量5.87-63.85 kDa,pI 6.70-111.62,GRAVY -0.904至0.294,41个蛋白定位在细胞核。基因分布于11条染色体(12号无),5号染色体最多(7个,占15.91%)。重复类型分析显示:分散重复2...

代谢工程 NAC家族基因云南红豆杉全基因组鉴定紫杉醇生物合成表达模式 云南红豆杉 (Taxus yunnanen... 云南红豆杉 (Taxus yunnanen... 云南红豆杉 (Taxus yunnanen...

Comparative genomics and evolutionary insights into zeaxanthin biosynthesis in two novel Flavobacterium species

BMC Microbiology · 2025 · 10.1186/s12866-025-03954-0 · 含路线图 · 有原文

核心问题:从环境样品分离的两株新型黄杆菌的分类地位及其玉米黄质生物合成途径中番茄红素β-环化酶类型(CrtY与CrtYcd)的结构差异与催化效率关系。

关键发现:筛选获得两株新型黄杆菌 Flavobacterium sedimentum SUN046 和 Flavobacterium fluvius SUN052,均利用MVA途径和crt基因簇(crtB, crtI, crtY/crtYcd, crtZ)合成玉米黄质。SUN046缺乏HMG-CoA合酶... 等 3 条

合成生物学 CarotenoidsFlavobacteriumLycopene β-cyclaseMevalonic acid (MVA) pathwayTaxonomyZeaxanthin Flavobacterium sedime... Flavobacterium sedime... Flavobacterium sedime...

Transcriptomic analysis of wild Cannabis sativa: insights into tissue- and stage-specific expression and secondary metabolic regulation

BMC Genomics · 2025 · 10.1186/s12864-025-11697-5 · 含路线图 · 有原文

核心问题:解析野生大麻不同组织和发育阶段中次级代谢相关基因的表达调控机制,包括差异表达、选择性剪接、lncRNA和遗传变异,为大麻素生物合成优化提供分子基础。

关键发现:共鉴定2,530个DEGs(1,482上调,1,048下调) 等 7 条

代谢工程 Alternative splicingCannabis sativaGenetic variationSecondary metabolismTranscriptomics Cannabis sativa (wild) Cannabis sativa (wild) Cannabis sativa (wild)

Genome-wide identification and characterization of the AP2/ERF gene family in Cinnamomum camphora

BMC Genomics · 2025 · 10.1186/s12864-025-12169-6 · 含路线图 · 有原文

核心问题:樟树(Cinnamomum camphora)中AP2/ERF转录因子家族尚未被系统研究,其调控单萜类生物合成的机制不明。

关键发现:鉴定到154个樟树AP2/ERF基因,分为RAV(4个)、AP2(21个)、ERF(75个)和DREB(54个)四个亚家族 等 6 条

代谢工程 AP2/ERF transcription factorCinnamomum camphoraborneolgene familyterpene biosynthesis Cinnamomum camphora Cinnamomum camphora Cinnamomum camphora