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        天然農(nóng)藥如何高產(chǎn)?我國科學家綜述天然產(chǎn)物農(nóng)藥生產(chǎn)策略

        2021-01-27 18:42:12
        三農(nóng)資訊半月報 2021年1期
        關(guān)鍵詞:中國農(nóng)科院前體霉菌

        (2021.1.6 新京報)

        天然產(chǎn)物農(nóng)藥高效、安全,且環(huán)境相容性好,在植物病蟲害防控、保護我國糧食安全領(lǐng)域具有不可或缺的戰(zhàn)略地位。但因產(chǎn)量普遍較低,致使天然產(chǎn)物農(nóng)藥的產(chǎn)業(yè)化乃至普及都存在困難。

        如何才能提升天然產(chǎn)物農(nóng)藥的產(chǎn)量?記者從中國農(nóng)科院獲悉,該院植保所綠色靶標分子設(shè)計創(chuàng)新團隊近日受邀于《生物技術(shù)近期評述(Current Opinion in Biotechnology)》系統(tǒng)闡述了鏈霉菌聚酮類天然產(chǎn)物農(nóng)藥生產(chǎn)中,前體代謝途徑改造及菌株高產(chǎn)的合成生物學策略。

        據(jù)文章第一作者李珊珊副研究員介紹,天然產(chǎn)物農(nóng)藥,一般指微生物產(chǎn)生的具有農(nóng)用價值的次生代謝產(chǎn)物,鏈霉菌是主要的工業(yè)生產(chǎn)菌。目前,各國都在著力開發(fā)天然產(chǎn)物農(nóng)藥,其應用前景廣泛。然而,由于鏈霉菌生長代謝調(diào)控機制復雜,難以人為調(diào)控,在生產(chǎn)中,通常產(chǎn)量都比較低,高產(chǎn)菌開發(fā)緩慢,尤其是發(fā)酵工業(yè),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。

        李珊珊介紹,其產(chǎn)量和菌株生長均與前體途徑密不可分,所謂前體,即代謝目標產(chǎn)物的“原料”,就好像蓋樓用的磚塊一樣。此次發(fā)表的文章中,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。自身途徑,即鏈霉菌在生長代謝中,其自身是通過何種途徑合成了我們所需要的天然產(chǎn)物農(nóng)藥;異源途徑,即通過外力干涉,在鏈霉菌生產(chǎn)代謝中,產(chǎn)生性的合成途徑。

        此外,文章還總結(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。據(jù)介紹,闡明天然產(chǎn)物農(nóng)藥合成機理,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。在實際生產(chǎn)中,這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)菌具有廣泛的指導意義。

        該研究得到國家自然科學基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。

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