共 23 篇
核心问题:在丝状蓝藻中实现并优化生物氢和生物乙醇生产,验证Phormidium lacuna作为工程底盘,并鉴定强启动子psaD用于异源表达。
关键发现:P120_HOX在光照+DCMU下氢产量为0.31 μmol (mg Chl)-1 h-1,较野生型(0.06)提高约5倍
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代谢工程
BioethanolBiohydrogenCyanobacteriaHomologous recombinationMarine organismNatural transformation
Phormidium lacuna HE10DO
Phormidium lacuna HE10DO
Phormidium lacuna HE10DO
核心问题:利用TP-SESI质谱技术区分野生型与PAP1过表达烟草的挥发性有机物(VOC)谱,评估该方法检测基因型特异性代谢差异的能力,并解析PAP1过表达引起的代谢重编程。
关键发现:在25-55°C温度范围内,10种代表性VOC丰度随温度升高显著增加(p<0.001),验证了热解吸的有效性
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代谢工程
Mass spectrometryPAP1Plant metabolomicsTP-SESIVOCs
烟草(Nicotiana tabacum)...
烟草(Nicotiana tabacum)...
烟草(Nicotiana tabacum)...
核心问题:现有Yarrowia lipolytica的酶约束基因组规模模型(ecGEM)未采用最新深度学习kcat预测方法且尚未用于指导代谢工程;本研究旨在重建一个融合深度学习kcat约束的ecGEM,并利用其预测不同生长阶段(指数期和氮限制期)的脂质和类胡萝卜素生产菌株的代谢工程靶点。
关键发现:实验测得PAR、CAR和OBE在甘油最小培养基(C/N=86)中的最大比生长速率分别为0.45±0.02、0.42±0.02和0.31±0.01 h^-1
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代谢工程
Enzyme-constrained modelsFSEOFFlux control coefficientsGECKOSystems biologyYarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
Yarrowia lipolytica
核心问题:开发一种快速、灵敏、非破坏性的单细胞分析平台,用于检测和定位植物细胞培养物(烟草BY-2细胞)中的类胡萝卜素,并区分野生型与代谢工程改造细胞系,以替代耗时且需要复杂样品处理的传统色谱方法。
关键发现:SERS分析显示虾青素、角黄素和β-胡萝卜素的特征峰位于1160 cm⁻¹和1520 cm⁻¹附近。机器学习模型(MLP)使用L-BFGS优化器时,测试集R²达到0.9868(最佳),MSE为0.0023,MAE为0.0226
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代谢工程
AstaxanthinAutomated Raman spectra analysisCanthaxanthinIntracellular localizationLabel-free identificationTobacco BY-2 cells
Nicotiana tabacum BY-...
Nicotiana tabacum BY-...
核心问题:解析Ludisia discolor的基因组结构、重复序列和基因注释,明确其在兰科中的系统发育位置,并揭示与药用代谢物合成和环境适应性相关的进化特征。
关键发现:基因组组装大小为696.37 Mb,scaffold N50为33.14 Mb,BUSCO完整性为94.55%,91.86%序列锚定到22条染色体
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植物基因组学
Chromosome-level genomeMedicinal orchidOrchid phylogenomicsOrchidaceaeTerpenoid biosynthesis
Ludisia discolor(血叶兰)
Ludisia discolor(血叶兰)
Ludisia discolor(血叶兰)
核心问题:虎奶菇(Lignosus rhinocerus)作为传统药用真菌,其次生代谢产物研究不足,且野生资源稀缺。需要从基因组中挖掘未表征的倍半萜合酶基因,通过功能表征揭示其产物结构,以理解其生物活性的化学基础。
关键发现:虎奶菇TM02基因组大小为34.3 Mb,编码10,742个推定基因
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合成生物学
Heterologous expressionLignosus rhinocerus (Cooke) RyvardenSesquiterpene synthaseTiger Milk Mushroom
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:玉米挥发性萜类生物合成研究缺乏快速高效的基因功能鉴定平台
关键发现:弱光培养8天使FPP含量提高5.9倍(3天为3.3倍),MeJA处理后绿苗中(E)-α-佛手柑烯和(E)-β-法尼烯释放量较黄化苗分别高2.7倍和3.8倍
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代谢工程
(E)-α-Bergamotene(E)-β-FarneseneMaize protoplastZmTPS10
玉米原生质体(Zea mays 品系KN5...
玉米原生质体(Zea mays 品系KN5...
核心问题:C-异戊烯基黄酮类化合物具有显著药物潜力,但其不稳定多酚核心的选择性异戊烯化极具挑战;天然异戊烯基转移酶活性低、机制不明,难以高效制备稀有C-异戊烯基黄酮。
关键发现:野生型AtaPT对kaempferol的8-异戊烯化产物2a转化率<1%,选择性仅34%
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合成生物学
区域选择性定向进化异戊烯基转移酶生物催化芳香笼黄酮异戊烯化
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
Escherichia coli BL21...
核心问题:在ent-kaurane二萜类化合物中特异性地引入C-14羟基,该基团是药物活性关键但化学合成困难。
关键发现:['通过CHS策略发现并验证了三个细菌P450(CYP260A1、CYP105N1、CYP154C5)能催化ent-kaurane二萜的C-14羟化,CYP260A1与底物C-14距离3.5Å', 'CYP260A1 L162V变体与CamA/CamB配对后,产物(14R,16R)-ent-k...
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代谢工程与合成生物学
C-14羟基化ent-kaurane二萜构效关系细胞色素P450酶工程
Escherichia coli (E. ...
E. coli
E. coli
核心问题:濒危药用植物东北刺人参(Oplopanax elatus)中三萜类化合物的积累机制尚不清楚,且以往转录组研究未将三萜积累与特定的氧化角鲨烯环化酶(OSC)基因表达及功能验证联系起来。
关键发现:HPLC分析显示,0周根中齐墩果酸、羽扇豆醇和白桦脂醇含量分别为8.28±0.09、70.11±1.74和9.22±0.28 μg/mL,而8周再生组织中分别升高至15.85±0.12、97.60±0.37和20.89±0.25 μg/mL。转录组和qRT-PCR证实,β-香树脂醇合酶基因Ge...
代谢工程
Beta-amyrin synthaseLupeol synthaseOplopanax elatusTranscriptome analysisTriterpenoid biosynthesis
Oplopanax elatus
Oplopanax elatus
Oplopanax elatus
核心问题:解析银胶菊(Parthenium argentatum)两个品种AZ-4和CAL-2在干旱胁迫下的转录组响应,揭示调控橡胶生物合成与干旱适应性的关键转录因子和水通道蛋白机制。
关键发现:橡胶含量:干旱下AZ-4为2.1%,显著高于CAL-2的1.4%;灌溉下分别为1.2%和0.7%,两品种干旱下橡胶含量均显著上升。树脂含量:AZ-4显著高于CAL-2(干旱10.2% vs
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代谢工程
Guayuleaquaporindrought stressrubbertranscription factors
Parthenium argentatum...
Parthenium argentatum...
Parthenium argentatum...
核心问题:青蒿素是有效的抗疟化合物,但其在植物中天然产量低,亟需新策略提高其生物合成。本研究旨在探索不同方法(绿色与化学)合成的氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)对Artemisia absinthium中青蒿素生物合成关键基因表达的影响。
关键发现:绿色合成CuO NPs(4 ppm)处理使ADS、CYP71AV1、DBR2分别上调2.03、2.00、1.83倍;化学合成CuO NPs(2 ppm)处理使ADS、CYP71AV1、DBR2分别上调2.35、1.86、2.34倍。FDS在绿色4 ppm和化学2 ppm处理下表达水平分别达到2...
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代谢工程
ADSAntimalarial drugFDSMetal oxide nanoparticlesSecondary metabolite elicitation
Artemisia absinthium ...
Artemisia absinthium ...
Artemisia absinthium ...
核心问题:长春花毛状根培养中抗癌类萜类吲哚生物碱(阿吗碱、长春质碱、长春新碱、长春碱)产量低,难以满足药用需求,需要寻找有效的诱导和前体添加策略以提高目标化合物积累。
关键发现:10 μM MeJA处理效果最佳:阿吗碱2.789 mg/g DW、长春质碱2.420 mg/g DW、长春新碱34.54 μg/g DW、长春碱260 μg/g DW,对照分别为0.697 mg/g DW、0.486 mg/g DW、34.54 μg/g DW、66.53 μg/g DW。酵...
等 4 条
代谢工程
基因表达毛状根培养长春花高效液相色谱
Catharanthus roseus h...
Catharanthus roseus h...
核心问题:地钱(Marchantia polymorpha)油体是储存倍半萜等萜类化合物的特化细胞结构,但萜类前体生物合成酶的空间分布尚不清楚,且MpABCG1转运蛋白在倍半萜油体积累中的具体作用未明。本研究旨在系统解析油体细胞中萜类前体合成酶的亚细胞定位和细胞类型特异性表达,并阐明MpABCG1对倍半...
关键发现:MpDXS1普遍表达于质体,MpDXS2仅限于油体细胞质体
等 6 条
代谢工程
Marchantia polymorphaMpABCG1metabolic engineeringoil bodiesterpene biosynthesis
Marchantia polymorpha
Marchantia polymorpha
Marchantia polymorpha
核心问题:解析蒙古蒲公英中2,3-氧化鲨烯环化酶(TmOSC)基因家族在蒲公英甾醇(taraxasterol)生物合成中的具体功能,特别是TmOSC8过表达对蒲公英甾醇积累及抗氧化能力的影响。
关键发现:共鉴定10个TmOSC基因家族成员,分布于Chr3、Chr7、Chr8
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代谢工程
2,3-oxidosqualene cyclaseTaraxacum mongolicumantioxidant capacitymethyl jasmonatetaraxasterol
Taraxacum mongolicum
Taraxacum mongolicum
Taraxacum mongolicum
核心问题:番茄果实成熟过程中类胡萝卜素积累的调控网络尚未完全解析,尤其是质体储存能力、植物激素信号、转录因子和表观遗传修饰等多层面调控如何协同作用仍不清楚。
关键发现:hp3突变体(ZEP基因突变)成熟果实中类胡萝卜素积累增加30%,质体区室大小较野生型至少增大2倍。
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代谢工程
Carotenoids metabolismEpigenetic modificationsRegulatory networkTomatoTranscription factors
番茄(Solanum lycopersicum)
番茄(Solanum lycopersicum)
番茄(Solanum lycopersicum)
核心问题:阐明醋酸菌中膜磷脂酰胆碱(PC)丰度与酸应激反应之间的关系,特别是强酸(HCl)和弱酸(醋酸)胁迫下PC需求的差异及其分子机制。
关键发现:在ΔpmtA+pcs菌株中,PC产量随胆碱浓度(0-0.6 mM)呈剂量依赖性增加,超过0.6 mM后趋于平台,50 mM胆碱时PC仅从35.8%升至37.6%;无胆碱添加时该菌株PC含量为4.5%,而亲本菌株PC含量始终维持在50%-53%;在0.05 mM胆碱下,ΔpmtA+pcs和亲本菌...
等 5 条
代谢工程
Acetobacter pasteurianusacetic acid bacteriaacid stressphosphatidylcholinestress response
Acetobacter pasteuria...
Acetobacter pasteuria...
核心问题:解析酿酒酵母在酒精发酵中菌株特异性香气多样性的分子机制,整合基因组、转录组和代谢组数据,阐明挥发性有机化合物(VOCs)生物合成的遗传和转录调控决定因素。
关键发现:三株酿酒酵母基因组大小11.92-11.99 Mbp,N50为888-923 kb,GC含量38.22%-38.27%,预测蛋白编码基因约5535-5565个,BUSCO完整度97.3%-97.5%
等 8 条
发酵工程
Saccharomyces cerevisiaearoma metabolismmulti-omics analysisvolatile organic compoundsyeast aroma biosynthesis
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae
核心问题:尽管细胞色素P450(CYP)在植物萜类、黄酮和生物碱等次生代谢物生物合成中催化关键反应,但其精确催化机制和调控网络仍不清楚;同时底物特异性窄、电子传递效率低、异源表达瓶颈等问题限制了高价值次生代谢物的规模化生产。
关键发现:公共数据库中已注释超过300,000条CYP序列,分布于670多个家族。
等 16 条
代谢工程 / 合成生物学
CYPsbiosynthesiscytochrome P450 enzymesengineering applicationgene regulationsecondary metabolites
Gossypium hirsutum
Zea mays L.
Glycyrrhiza uralensis
核心问题:甘松中倍半萜类化合物是其主要药效成分,但其生物合成途径及相关基因尚不清楚,尤其是倍半萜合酶基因的功能未得到验证。
关键发现:代谢组学检测到736种化合物,分16类,其中萜类211种(占28.7%),倍半萜类138种(占萜类的65.4%)
等 8 条
代谢工程
Nardostachys jatamansi DCNjTPS2clonefunctional identificationsesquiterpene synthase
酿酒酵母(Saccharomyces ce...
本氏烟草(Nicotiana bentha...
甘松(Nardostachys jatam...