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题名靶向诱变介导的微生物进化技术研究进展
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作者
刁辰洋
崔有志
李炳志
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机构
天津大学化工学院教育部合成生物学前沿科学中心
天津大学合成生物技术全国重点实验室
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出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第8期11-21,共11页
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基金
国家重点研发计划(2024YFA0916500)。
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文摘
生物基因组自然突变赋予其不同性状,驱动生物进化适应生存环境。然而,生物自然条件下进化速度缓慢。通过在特定DNA序列引入碱基突变的策略可实现生物实验室内的快速进化,广泛应用于蛋白功能非理性改造和代谢路径优化。然而,传统的诱变进化方法存在着实验工作量大、突变效率低,突变窗口不精确等缺点,而靶向突变技术通过精确定位特定DNA范围引入突变,不仅能有效提高突变效率,还能显著缩短实验室进化周期。近年来,在目标序列靶向引入突变已成为微生物进化技术重要研究方向。靶向突变技术能够优化特定微生物的代谢途径、提升底盘耐受性,广泛应用于生物催化、环境保护、工业发酵等领域。本文总结了在主要模式微生物底盘中开发的靶向突变进化技术,重点介绍了基于复制易错系统、CRISPR-Cas系统和MutaT7系统的靶向突变系统的设计原理与应用,同时分析了现有实验室进化系统的优缺点,并讨论了未来靶向诱变技术发展方向。
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关键词
定向进化
靶向突变
基因编辑
RNA聚合酶
CRISPR-Cas
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Keywords
directed evolution
targeted mutagenesis
gene editing
RNA polymerase
CRISPR-Cas
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分类号
Q78
[生物学—分子生物学]
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题名生物合成红景天苷的研究进展
被引量：1
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作者
黄姝涵
马赫
罗云孜
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机构
天津大学化工学院
天津大学合成生物技术全国重点实验室
物质绿色创造与制造海河实验室
天津大学佐治亚理工大学深圳学院
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出处
《合成生物学》
北大核心
2025年第2期391-407,共17页
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基金
国家自然科学基金(32471492)
物质绿色创造与制造海河实验室(24HHWCSS00006)
广东省重点研发计划(2020B0303070002)。
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文摘
红景天苷是一种具有抗缺氧、抗氧化、抗衰老和抗肿瘤等活性的天然产物,被广泛应用于化妆品与医药领域。目前获取红景天苷的主要方式是从红景天属植物的根茎和块茎中提取,由于其含量稀少,日益增长的市场需求导致植物资源逐渐匮乏。因此,开发新的合成方法成为了研究热点。红景天苷的天然生物合成路径已被解析,随着合成生物学的发展,采用合成生物技术构建微生物细胞工厂合成红景天苷成为缓解当前供需失衡和资源紧缺状况的有效途径。本文针对红景天苷的药理活性、植物合成路径、途径酶的挖掘与筛选、大肠杆菌和酿酒酵母的生物合成现状等相关研究进展进行系统性的综述,探讨了红景天苷的分离提纯方法以及它作为合成中间体在制备其他化合物方面的应用潜力,以期助力对红景天苷合成路径与相关工程改造策略的理解,并推动红景天苷绿色、高效的生物合成。
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关键词
红景天苷
微生物合成
合成生物学
代谢工程
化妆品
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Keywords
salidroside
microbial synthesis
synthetic biology
metabolic engineering
cosmetics
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分类号
Q819
[生物学—生物工程]
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题名根际生防微生物防治镰刀菌病害的研究进展及应用
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作者
龙晓轩
栾冬冬
孙新展
翁凌胤
张俊伶
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机构
中国农业大学资源与环境学院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室
天津大学合成生物技术全国重点实验室
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出处
《植物营养与肥料学报》
北大核心
2025年第10期2113-2125,共13页
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基金
国家重点研发计划重点专项(2022YFD1901301)
中国博士后科学基金面上项目(2024M753557)。
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文摘
镰刀菌属(Fusarium spp.)是全球范围内最具破坏性的植物病原真菌类群之一,种类繁多。该类真菌能够侵染多种作物,进而引发枯萎病、根腐病、赤霉病等多种病害,严重威胁作物的正常生长,导致作物减产。传统的化学防治虽能控制病害,但长期使用化学杀菌剂极易引发耐药性病原菌的出现,同时会对生态环境造成严重的危害。因此,亟需发展环境友好、高效的生物防治策略。根际微生物组作为植物的“第二基因组”,可在根际形成生物屏障,有效抑制植物病害的发生,在维持植物健康方面发挥着关键作用,其作用机制包括:根际微生物与镰刀菌竞争土壤中有限的营养资源;通过分泌次级代谢产物直接抑制镰刀菌的生长;诱导植物体内激素平衡发生改变,进而激发植物的系统抗性。近年来,生物信息学技术的发展极大地推动了人们对根际微生物组的认识,尤其是对病原菌-植物-微生物之间的互作机制的解析,已成为生物菌剂开发和创制的热点和前沿。基于此,本文介绍了镰刀菌的致病过程,总结了根际微生物抵御镰刀菌病害的研究进展,剖析了利用合成微生物菌群抵御镰刀菌病害的机制,探讨其优势和潜在应用价值,以期为发展绿色防控尤其是绿色生防制剂的开发提供解决思路和策略,推动农业绿色发展。
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关键词
镰刀菌
生防菌
生防机制
合成微生物
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Keywords
Fusarium
biocontrol microorganisms
biocontrol mechanism
synthetic microbiota
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分类号
S476.1
[农业科学—农业昆虫与害虫防治]
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