近日,，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心,，以下簡稱“基因組所”）戴俊彪課題組在《植物生理學(xué)（Plant Physiology）》上發(fā)表了題為“PpFab: An Efficient Promoter Toolkit in Physcomitrium Patens”的研究論文。研究人員將前期課題組在釀酒酵母中開發(fā)的YeastFab系統(tǒng)與甜菜堿報(bào)告系統(tǒng)（RUBY）進(jìn)行結(jié)合,，建立了一套從啟動子元件構(gòu)建,、表征到應(yīng)用的高通量代謝工程平臺（PpFab）,。

隨著合成生物學(xué)的不斷發(fā)展，建立具有獨(dú)特用途的植物底盤細(xì)胞的需求日益增長,。小立碗蘚（Physcomitrium patens）作為一種具有高同源重組效率的模式植物,，具有成為合成生物學(xué)領(lǐng)域新一代植物底盤的潛力。然而,，基于小立碗蘚的元件庫及多基因表達(dá)系統(tǒng)極其匱乏,，標(biāo)準(zhǔn)化元件的構(gòu)建、表征和代謝通路在小立碗蘚中的快速組裝等問題都亟待解決,。

本研究中,，研究人員首先構(gòu)建了一個(gè)包括小立碗蘚內(nèi)源和常用植物啟動子文庫,，隨后對文庫中各個(gè)啟動子，利用雙熒光報(bào)告系統(tǒng)（DFRS）,，開展了其轉(zhuǎn)錄活性的表征,。在獲得了具有不同轉(zhuǎn)錄活性的啟動子后，研究人員在YeastFab的基礎(chǔ)上建立了PpFab代謝工程平臺,，并以甜菜堿的生物合成為例,，通過對甜菜堿生物合成途徑中多個(gè)基因的組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了甜菜堿在小立碗蘚中的高效表達(dá),。該平臺的建立,，為未來以小立碗蘚為底盤細(xì)胞的代謝工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖1 DFRS系統(tǒng)與PpFab平臺的工作模型與植株表型

基因組所戴俊彪研究員為該論文的通訊作者,。羅光宇博士與葉浩博士為該論文的共同第一作者,。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省合成基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、深圳市合成基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,、深圳市科技計(jì)劃和深圳市杰出人才培養(yǎng)基金的資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae332