昆明植物所獲得高產玉米黃素的安全工程菌株

　　 近日，中科院昆明植物所研究員黃俊潮帶領的功能基因組學與利用團隊在玉米黃素生物合成研究取得新進展，首次在鞘氨醇單胞菌實現遺傳操作，獲得高產玉米黃素的安全工程菌株，有望解決目前玉米黃素供不應求、價格高等問題，相關研究結果發表于《農業與食品化學期刊》。

　　玉米黃素是光合生物重要色素，具有保護細胞免受高光損傷的作用。玉米黃素也是視網膜黃斑重要色素，具有保護眼睛、維護視覺和認知等功能。人和動物自身不能合成玉米黃素，必須從食物中攝取。蔬菜和水果是玉米黃素的主要來源，但人體每天數毫克的需求量難以從只含微克量水平的食物中得到，因此玉米黃素是人群最普遍缺乏的營養元素。

　　研究團隊首先對分離到一株新的能合成和積累念珠藻黃素（玉米黃素的羥化衍生物）的鞘氨醇單胞菌進行全基因組測序及基因功能分析，解析了該菌類胡蘿卜素合成的途徑。同時用化學誘變劑處理該菌得到CrtG基因功能缺陷、只積累玉米黃素的突變株。其次建立基于該菌內源質粒的基因表達載體，篩選適合驅動基因表達的內源啟動子，鑒定該菌玉米黃素合成的關鍵限速步驟。在此基礎上，通過代謝工程的改造最終獲得遺傳穩定的DIZ工程菌株，該菌株經培養優化后可實現發酵罐培養4天得到每升培養物含479毫克的玉米黃素以及22克胞外多糖。鞘氨醇單胞菌是普遍認為安全的菌株，已用于工業化生產多用途的胞外多糖。