基因敲除策略在氨基酸产生菌代谢工程中的应用

基因敲除技术是一项重要的分子生物学技术,在工业微生物代谢工程中具有广泛应用。从基因敲除技术的一般程序出发,主要介绍了工业微生物常用的基因敲除系统,重点总结了基因敲除策略在微生物代谢工程中的应用,展望了代谢工程的发展前沿和应用前景。     

基因敲除技术及其在白酒酿造中的研究进展

基因敲除是研究基因功能和实现基因精确缺失的最直接和有效的方法,是引领分子生物学时代革新的重大技术。白酒酿造过程中的群落微生物对酒体及风味有着至关重要的影响,研究表明基因敲除技术对于白酒酿造中微生物功能的强化和白酒品质的提升具有积极作用。本文综述了基因敲除技术,包括不同基因敲除技术方法的作用机制、优缺点和适用范围及其在白酒酿造过程中酿酒酵母基因敲除中的应用,为今后基因敲除技术在酿酒微生物中的应用提供参考。     

芽胞杆菌基因敲除技术及其在工农业应用中的研究进展

芽胞杆菌具较强的环境适应能力、抗逆性、分泌能力等优良性状,在工农业生产上具有广阔的应用前景。基因敲除技术是遗传改造芽胞杆菌的重要手段。然而,对于工农业生产中具有许多重要应用价值的芽胞杆菌,目前仍缺乏有效的基因敲除技术。近年来,研究人员在开发适用范围较广泛的芽胞杆菌基因敲除技术方面取得了较显著的进展。该文在简要介绍基因敲除原理的基础上,重点阐述了可在不同芽胞杆菌中操作的基因敲除技术的研究进展,归纳和总结这些方法的局限性,为选择不同基因敲除方法开展芽胞杆菌工农业菌株遗传育种工作提供建议。最后,笔者结合自身的研究工作,展望开发新一代芽胞杆菌基因敲除技术的发展趋势。     

发酵工业菌种改良中的基因敲除策略及应用

基因敲除是一种近年来新发展起来的分子生物学技术,该技术可通过多种策略使机体特定基因缺失或失活,从而对生物遗传物质有目的地进行改造,在发酵工业微生物菌种改良中发挥着重要作用.在此对基因敲除技术的常用策略加以总结和论述,对其在工业菌种改良中的应用进行了简要介绍,同时展望了这项技术的发展趋势.     

基于CRISPR/Cas9技术的烟草烟碱相关基因敲除及功能研究

CRISPR/Cas9是一种重要的基因组定向编辑技术,近年来在植物基因组的定向敲除和分子育种材料创制中得到了广泛应用。为了发掘可用于分子育种的低烟碱烟草,以烤烟品种K326为试验材料,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术对控制烟草烟碱合成和转运的5个基因（PMT1、QPT1、A622、NtNUP1和JAT1）进行定向敲除,并对T2代纯合基因型烟草植株进行烟碱含量检测。结果表明,定向敲除5个基因后获得100株成功编辑的T0代烟草植株,突变检出率为29.9%,突变类型以单碱基插入或删除为主。对定向敲除烟碱合成基因QPT1和转运基因JAT1的T1代纯合基因型烟草植株进行序列分析,发现存在4种突变类型,分别是插入一个T、C、A碱基的插入突变和一个缺失44个碱基的缺失突变,从而引发移码使得翻译的氨基酸链大幅缩短,其T2代植株上部叶烟碱含量显著低于野生型植株。综上所述,CRISPR/Cas9技术能够高效定向敲除烟碱关键基因,为低烟碱烟草分子育种提供了理论和技术支撑。     

工业有益微生物育种技术的研究进展

介绍了工业有益微生物育种技术的发展历程及应用概况.工业有益微生物的育种技术已从常规的突变和筛选技术发展到诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程等.育种技术的不断成熟,大大提高了微生物的育种效果.     

乳酸菌基因敲除技术的研究进展

乳酸菌是革兰氏阳性菌,广泛用于食品、医药、轻工业及饲料工业等行业。对乳酸菌进行遗传操作是调节、优化其代谢途径的基础。通过基因敲除技术改造乳酸菌基因组,可以判断基因组中未知基因所编码产物的功能,有目的、有选择地使乳酸菌生产有益的异源基因产物。基因敲除技术已成为当前乳酸菌分子生物学研究的热点。文中对几种乳酸菌基因敲除策略研究进展及影响敲除效率的因素进行了综述,分析存在的问题并初步探讨展望了乳酸菌敲除技术的未来发展趋势。     

L-丝氨酸的微生物法制备研究进展

L-丝氨酸作为胞内中心代谢产物,参与了胞内重要的C-1活性单元循环,其降解代谢的部分分支途径不能被直接敲除,与其他氨基酸相比,微生物法制备难度较大。以往采用传统的育种方法均难以获得高产L-丝氨酸的菌株,目前的制备方式以微生物前体转化为主。近几年,随着现代生物技术的快速发展,胞内代谢通量的实时分析和遗传改造技术不断增强,人们开始重新关注从糖质原料合成L-丝氨酸的育种研究,并应用多种代谢工程策略改造菌株。该文从L-丝氨酸作为中心代谢产物的特征、微生物前体转化的制备技术以及从糖质原料合成丝氨酸的代谢工程改造3个方面进行阐述,分析微生物法制备L-丝氨酸的相关进展以及存在问题。     

基于细胞融合开发双基因共敲除技术

基因编码工具(例如CRISPR/Cas9)的出现使敲除哺乳动物细胞基因成为现实.然而,实现细胞的多基因敲除成功率低且所需时间长.细胞融合技术是构建杂合细胞的常用方法,通过融合两种不同表型的细胞,构建出一种具有杂合表型的新型细胞.但是,由于基因的互补作用,通过基因敲除而获得的性状在细胞融合后成为隐性性状,融合细胞不能表现...     

II型CRISPR系统在微生物中的应用

CRISPR系统是一种新兴的基因编辑技术,是存在于部分细菌中的一种免疫反应系统,利用Cas基因编码的蛋白对进入细胞中的外源DNA进行高效识别并切割,保护细菌自身免受外源基因侵害。CRISPR系统主要应用于基因的定点敲入和敲除。该系统具有操作简便,适用范围广等优点,已在各类微生物和动植物中广泛应用。在CRISPR系统中,II型CRISPR系统是应用最为广泛的系统,是目前的研究热点。它包含CRISPR/ Cas9、CRISPRa和CRISPRi系统,由于CRISPRa系统目前应用较少,本文对CRISPR/ Cas9和CRISPRi系统在微生物中的应用研究现状进行综述,并对两种系统未来的发展进行展望。     

基于CRISPR/Cas9系统的金针菇基因组编辑载体构建

采用高效基因编辑系统CRISPR/Cas9,构建金针菇基因Mads-8敲除载体及转化体系。以转录组数据为依据,通过分析基因Mads-8序列信息,选择高效的靶位点序列,同时加入筛选标记基因hph构建过渡载体sgRNA-T,通过菌落PCR鉴定和测序来验证靶位点序列是否正确插入。以表达载体pg Fvs-cas9为框架,酶切连接后构建重组敲除载体pg Fvs-Cas9-gRNA,PCR和酶切鉴定敲除载体。再以PEG介导的金针菇原生质体转化表达载体,在潮霉素抗性平板上筛选拟转化子,以拟转化子基因组DNA为模板扩增Cas9基因。结果显示,靶位点序列成功插入敲除载体且序列正确,重组质粒成功转化进金针菇的基因组。对金针菇基因组敲除载体的构建,为后续金针菇相关基因的功能验证及育种研究提供载体材料及理论依据。      

防治大米镉污染的生物及农作技术研究进展

从分析中国大米镉污染的严峻程度和地域分布现状着手,综述采用生物技术及杂交技术和基因工程技术改变水稻的性状进而降低大米中镉的富集,微生物吸附和发酵等技术降低大米镉含量的方法;还从农作技术方面介绍添加不同肥料以降低土壤镉含量的方法。指出利用基因工程直接进行转基因和靶基因的敲除与敲低的方法虽然精准高效,但在食品安全方面尚存在争议。而通过筛选低镉富集品种,杂交技术和微生物转化镉大米则为防治大米镉污染提供了有效的生物技术途径,在土壤中添加不同的肥料降低土壤镉含量的方法的农作技术,对于当前的农业生产来说是成本低且行之有效的方法。     

耐高温乙醇酵母的研究现状及进展

乙醇是一种重要的工业原料,同时,乙醇作为一种清洁的可再生能源,可用作液体燃料替代或者部分替代汽油。应用微生物发酵技术将甘蔗、玉米、木薯和纤维类废弃物等转化为燃料乙醇,已成为解决世界能源危机的一条理想途径。本文总结了应用高温驯化、杂交育种、诱变育种、原生质体融合和基因工程等技术选育耐高温酵母的进展,并重点介绍了离子柬生物工程技术的原理及其在选育耐高温酵母应用中的优势。离子柬生物工程技术与传统微生物育种技术、现代生物技术相结合,将大大提高耐高温乙醇酵母菌种的选育效率。     

烟草病虫无公害防治技术研究进展

简要介绍了无公害的概念及有害生物综合治理的概况。对病虫的预测预报 ,抗病虫基因的利用 ,微生物农药、植物源农药、生化农药的研究与应用 ,天敌的利用 ,培育及选用抗病虫品种等无公害防治技术进行了综述。并提出了加强烟草病虫害的发生及流行规律研究 ,完善预测预报网络建设 ,制定无公害烟叶生产规程 ,建立无公害生产基地等若干建议     

我国黄酒酿造微生物的研究进展

对黄酒的浸米浆水、酒药、酒母、酒曲、酒醪中微生物资源和其他米酒微生物资源的研究进展进行综述,并总结了黄酒微生物育种技术的发展成果。基于我国黄酒微生物的研究现状,利用现代生物技术提升黄酒微生物的研究水平,全面、深入和系统地研究黄酒微生物资源、多样性、系统发育、生态分布、酿造功能、菌种选育及其环境微生物对黄酒生产的影响等诸多课题,对于我国黄酒产业健康发展具有重要理论意义和应用价值。      

聚合酶链反应在融合子鉴定中的应用

以粟酒裂殖酵母和酿酒酵母为出发菌株,进行了原生质体融合试验,并对检出的融合子采用聚合酶链反应(PCR)扩增亲本的特定基因序列,以此达到鉴定融合子的目的.在检出的3株融合子中,均扩增出亲本特定基因,证明了该法在融合子鉴定中的可行性.     

微生物果胶酶的研究进展

文章对近年来国内外果胶酶产生菌的筛选、育种技术、影响产酶的因素、酶的生化性质以及酶的固定化等研究进行了梳理和总结,并对其发展趋势进行了展望。     

基因组改组技术在微生物育种方面的应用

基因组改组技术是传统微生物菌株改良方法的一种替代方法,该项技术通过基因组水平的递归重组,高效实现整个生物体的定向进化,突破了传统微生物菌株改良方法的局限性。利用基因组改组技术可以在较短时间内得到大量性状优良的正向突变株,具有提高改良菌株产量、增强菌株对环境的耐受性、提高底物利用率等优点,被称为代谢工程和菌株选育发展过程中的一个重要里程碑。该文总结了基因组改组技术的基本概念和一般流程,重点介绍了该项技术在微生物育种方面的应用,并且对该项技术的发展前景进行了展望。