中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所綠色靶標分子設計創(chuàng)新團隊以重要的鏈霉菌天然產(chǎn)物農(nóng)藥及其產(chǎn)生菌為研究對象，聚焦高產(chǎn)菌開發(fā)中的瓶頸問題，在聚酮類天然產(chǎn)物農(nóng)藥代謝調(diào)控機制、高效元件發(fā)掘、以及關鍵代謝途徑優(yōu)化等方面取得一系列進展。因此受到生物技術(shù)研究領域的國際權(quán)威述評性期刊《生物技術(shù)近期評述（Current Opinion in Biotechnology）》（JCR排名第一）的邀請，系統(tǒng)闡述了鏈霉菌聚酮類天然產(chǎn)物農(nóng)藥前體代謝途徑改造及菌株高產(chǎn)的合成生物學策略。
據(jù)論文第一作者李珊珊副研究員介紹，天然產(chǎn)物農(nóng)藥具有高效、安全、環(huán)境相容性好的特點，在植物病蟲害防控及保護我國糧食安全領域具有不可或缺的戰(zhàn)略地位。鏈霉菌是重要的天然產(chǎn)物農(nóng)藥工業(yè)生產(chǎn)菌株。然而，鏈霉菌生長代謝調(diào)控機制復雜，高產(chǎn)菌開發(fā)緩慢，發(fā)酵工業(yè)發(fā)酵面臨產(chǎn)量低、成本高等共性問題，嚴重阻礙了天然產(chǎn)物農(nóng)藥的開發(fā)與應用。
目標天然產(chǎn)物的高產(chǎn)和菌株生長均與前體途徑密不可分。因此，構(gòu)建高效的前體供應途徑對于菌株健康生長并提高目標天然產(chǎn)物的產(chǎn)量具有重要價值。該文章系統(tǒng)闡述了鏈霉菌聚酮類天然產(chǎn)物生物合成必需的輔酶A類前體物質(zhì)的生物合成途徑，包括自身途徑和異源途徑；同時，還總結(jié)了提高菌株產(chǎn)量過程中優(yōu)化、適配這些代謝途徑的合成生物學策略。這一綜述對利用合成生物學策略重構(gòu)更高效的天然產(chǎn)物農(nóng)藥合成途徑，獲得高產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)菌具有廣泛指導意義。
該論文受到國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新工程等項目資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958166920301671?dgcid=author
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