谷氨酸棒杆菌严谨调控系统的构建及其在合成基因组重排中的应用

作     者：蔡瑶瑶 张灵 叶燕锐 

作者机构：华南理工大学生物科学与工程学院 

出 版 物：《现代食品科技》 (Modern Food Science and Technology)

年 卷 期：2025年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：广东省自然科学基金面上项目(2023A1515012643) 

主　　题：谷氨酸棒杆菌 严谨调控 与门诱导系统 基因组重排 

摘      要：合成生物学技术可以在全基因组范围内调控和改造谷氨酸棒杆菌的代谢网络，但需要一个严谨调控系统来控制Cre重组酶的表达。该研究构建了Cumate-ATc与门诱导系统，使其未诱导时的相对荧光表达量（14.28）显著低于传统IPTG诱导系统（4 238.54）。将进一步结构优化后的诱导系统用于Cre重组酶的可控表达，实现了半合成型谷氨酸棒杆菌semi-syn CG-A1-A2（含有111.35 kb合成基因组片段和40个lox Psym位点）的SCRa Mb LE。通过PCRTags验证发现，32个重排菌株的位点删除具有偏好性。基因组测序结果显示，重排菌株合成基因组片段长度变为64.50 kb至165.31 kb，其中，重排菌株S-s CG-H同时发生了15个重排事件。结合生长曲线测试和抗逆表型测试，分析了重排菌株基因型和表型之间的相关性。该研究开发了一种严谨调控系统，并成功在含有40个lox Psym位点的半合成型谷氨酸棒杆菌中实现SCRa Mb LE。这为谷氨酸棒杆菌的精准育种提供了改造靶点，也为其他菌株的进化研究提供了参考。