【摘 要】
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芽孢杆菌是一类重要的工业菌种，具有出色的产物分泌能力，在微生物发酵领域具有巨大的应用潜力，但在发酵过程中仍面临着发酵泡沫多、副产物多、产量受限等诸多问题，阻碍了菌种在工业化生产中的应用。CRISPR/Cas9技术在实现菌株多基因敲除、基因敲入和转录抑制等方面具有简便、高效的特点，可从基因表达水平层面调控菌株生理及代谢，提升菌株性能和目的产物发酵产量，以满足菌株工业化生产的需要。本文首先对CRISP
【基金项目】
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四川省自然科学基金项目（2023NSFSC1227）； 成都市科技项目（2022-YF05-00690-SN）； 中国科学院生物资源库项目（KFJ-BRP-009-004）； 西部之光（2019XBZG＿XBQNXZ＿A＿001）； 四川省委组织部
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芽孢杆菌是一类重要的工业菌种，具有出色的产物分泌能力，在微生物发酵领域具有巨大的应用潜力，但在发酵过程中仍面临着发酵泡沫多、副产物多、产量受限等诸多问题，阻碍了菌种在工业化生产中的应用。CRISPR/Cas9技术在实现菌株多基因敲除、基因敲入和转录抑制等方面具有简便、高效的特点，可从基因表达水平层面调控菌株生理及代谢，提升菌株性能和目的产物发酵产量，以满足菌株工业化生产的需要。本文首先对CRISPR/Cas9的系统原理及其在芽孢杆菌中的构建策略、影响因素和效应蛋白元件研究现状进行了概述，之后总结了近年来应用CRISPR/Cas9技术改造芽孢杆菌发酵性能、调控产物分子量、异源表达产物基因、提升代谢性能四个方面的相关研究策略，最后总结了CRISPR/Cas9在野生型芽孢杆菌基因编辑应用中目前存在的回复突变、部分野生型菌株编辑系统难建立以及外源DNA转化效率低等技术难题，并提出可能的解决思路：（1）开发运用普适性强的Cas9变种酶和sgRNA递送机制；（2）结合菌株生理开发载体转化方法；（3）挖掘菌株内源DNA组件；（4）深入基因功能表征鉴定，开发多元化编辑策略。综述旨在为建立工业芽孢杆菌的高精度基因编辑调控系统和拓宽CRISPR/Cas9技术的改造应用范围以实现更高工业价值提供参考。
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