【摘 要】
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构建基因组最小化底盘细胞是合成生物学的重要研究内容。本研究旨在构建枯草芽孢杆菌基因组最小化底盘细胞并测试其生产核黄素和胸苷的能力。在已删减约200 kb基因组的枯草芽
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构建基因组最小化底盘细胞是合成生物学的重要研究内容。本研究旨在构建枯草芽孢杆菌基因组最小化底盘细胞并测试其生产核黄素和胸苷的能力。在已删减约200 kb基因组的枯草芽孢杆菌菌株BSZ11的基础上继续进行基因组删减。利用基于upp负筛选基因的双交换重组策略依次删除ynxB-dut、yoaV-yobO、pdp-rocR、ycxB-sipU、yisB-yitD、yrkS-yraK和yybP-yyaJ七个基因组区段,最终获得基因组简化了500 kb的菌株BSZ18。之后,测试基因组简化程度不同的菌株核黄素生产能力。发现随着删减程度的增加,核黄素的产量也随着提高。BSZ18比未删减菌株BSZ(ribC*)核黄素产量提高了20%。进一步将携带核黄素操纵子的质粒pMX45导入测试菌株中显著的提高了核黄素产量。发酵结果仍然遵循核黄素生产能力随删减长度的增加而增加的趋势。导入pMX45之后,BSZ18的核黄素产量是未删减菌株的2.3倍。另外,我们还初步测试了已删减745 kb基因组的枯草芽孢杆菌BS745生产胸苷的能力。在BS745中敲除嘧啶回补途径基因tdk(获得BST745)可积累12.46mg/L胸苷,然而基因组未删减的对照菌株敲除该基因后未在培养基中积累胸苷。在BST745中分别强表达胸苷合成途径基因(ushA、thyA、dut、ndk)以及嘌呤代谢途径的关键基因(prs和ywlf)可以将胸苷产量提高50%和27%。然而在未删减菌株中,同样的基因修饰却只能检测到2.55mg/L和1.93mg/L的微量胸苷积累。这些结果表明基因组简化菌株相较未删减菌株具有较好的核黄素和胸苷合成能力,在后续的研究中有潜力作为底盘细胞构建高效的细胞工厂。
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