基因工程蓝藻产蜡酯的研究
藻类基因工程
中国藻类基因工程研究进展藻类由于具有多样性、遗传结构独特性等特点，已成为基因工程研究的理想材料；藻类基因工程将在环境、食品和健康等方面发挥越来越重要的作用。
我国藻类基因工程研究开始于上世纪八十年代末，研究工作的出发点和着重点与国外有所差异。
国际上藻类基因工程研究的热点在于利用模式藻开展基础理论研究，也进行了利用模式藻建立应用体系的研究；我国的藻类基因工程研究则带有更强的应用目的，着眼于改良藻类的遗传特性，或将藻类开发成为生产高价值产品的生物反应器等。
本文鉴于国内的相关文献主要讨论我国藻类基因工程的研究进展如下：1.微藻基因工程微藻种类多，繁殖快，易于操作和大规模培养，是藻类基因工程最早研究的对象。
由于蓝藻的结构和遗传系统类似于革兰氏阴性菌，所以蓝藻的基因工程发展很快。
自上世纪九十年代以来，蓝藻已经形成了一套稳定的基因转化体系，二十多年来已有三十多种外源基因在蓝藻中表达成功。
蓝藻表达系统将来有希望在制备重组药物、治理环境污染、农药生产等方面得到广泛应用。
蓝藻是藻类中最早能稳定地表达外源基因的种类。
从1970年发现蓝藻可以转化，1973年证明蓝藻中含有质粒，1981年首次在蓝藻中表达外源基因成功，到1996年聚胞藻Pcc6803作为第一个光合生物完成了基因组全序列测定，蓝藻的研究一直处于整个生物学的前沿，有些研究较多的蓝藻种类已成为分子生物学和基因工程研究中的重要模式生物。
目前,蓝藻基因工程主要研究的内容包括基因的选择、鉴定、测序、序列分析与克隆，载体的构建，调控表达原件的分析，基因转化系统的发现和筛选，转基因蓝藻的筛选及培养条件的优化等。
在应用研究方面，我国的徐旭东博士等在1992年在山东济宁寄生虫防治研究所把B.sphaericussp.2297的基因51和42转入鱼腥藻Pcc7120中表达成功。
这是我国藻类基因工程的开始。
虽然我国的藻类分子生物学和基因工程起步较晚，然而在用蓝藻作为生物反应器表达药物基因方面，我国一直走在国际的前列。
藻类基因工程的研究技术及方法
表 1 部分人工构建的蓝藻-细菌穿梭载体( 主要引自秦松等 ,1993a)
穿梭载体
宿主
选择标记
参考文献
pCH1～pCH5 pUC104 ,105
pSG111 pRNA404
pDF30 pRL1 ,5 ,6 ,8 pUF3 ,12 ,311
pFCLV7
Anacystis nidulans- E. coli Anacystis nidulans- E. coli Anacystis nidulans- E. coli Anacystis nidulans- E. coli Anacystis nidulans- E. coli
112 红藻质粒
4期
陈 颖等 : 藻类基因工程的研究技术及方法
323
Goff 等 (1990) 用 Hoechst- CsCl 密度梯度离心法从江蓠等红藻中分离到了共价闭合环 状 (CCC 型) 质粒 ,其活力密度与叶绿体 DNA 相近 ,且种间分布差异很大 。目前已对 20 余 种红藻进行了研究 ,在 14 种红藻中发现了质粒的存在 。它们是 :7 种江蓠 ( Gracilaria tex2 torii , G. pacifica , G. asiatica , G. robusta , G. tekvahiae , G. chilensis 与 G. sordida) ,2 种紫菜 ( Porphyra yezoensis , P. miniata) , 龙须菜 ( Gracilariopsis lemaneiformia) 、蓠生藻 ( Gracila rio2 phila oryzoides) 、叉枝藻 ( Gymnogongrus sp. ) 、凹顶藻 ( L aurencia spectabilis) 和似紫菜 ( Smithora naiadum) ,见表 2 。
海洋生物技术第六章 海产蓝藻基因工程讲述
红树林生态系统中蓝藻主要以颤藻为
主要优势种, 其次是鞘丝藻也占重要 的比例。
海洋近岸微型海藻垫中,
有些群落主
要以颤藻属和鞘丝藻属为主, 有些微
藻垫以眉藻属为主要优势属种, 蓝藻
种群随季节的变化有明显的演替。
二、海产蓝藻基因工程
1. 2. 3. 4. 5.
海藻生物技术的发展经历了5个发展阶段 50年代的组织培养, 60年代的传统育种, 70年代的营养细胞一原生质体技术, 80年代的固定化技术和大分子技术, 90年代将进入分子生物学和基因工程时 代
（二）海洋聚球藻基因组研究
1.
聚球藻( Synechococcus sp . ) 是一临时的分类单位,包 括球状和杆状蓝藻,它主要限定于包含叶绿素a1 和藻胆体 结构的蓝藻。 目前正在进行海洋聚球藻基因组计划的有聚球藻PCC7002
2.
和聚球藻WH8102 。其中,聚球藻WH8102 的基因组信息已在
分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数（约
75%）淡水产，少数海产。
在我国三亚湾海域，主要以来自外海的外源性 海洋蓝藻束毛藻为主要优势群落, 其次有共生 蓝藻胞内植生藻Richeliaintracel luularis 和单细胞蓝藻集胞藻属Synechocystis。 在珊瑚礁生态系统中, 蓝藻呈多样性分布, 有 集胞藻属、鱼腥藻属Anabaena、念珠藻属 Nostoc、眉藻属Catothrix 、颤藻属Oscil latoria 和鞘丝藻属Lyngbya。
（一）原绿球藻基因组研究 1. 海洋单细胞蓝藻———原绿球藻直径约为 0. 5～0. 7μm ,是目前已知最小的自养 光合生物,它广泛分布于热带和亚热带海 域。 2. 目前,完成序列测定工作的原绿球藻共有3 种：Prochlorococcus marinus SS120 , Prochlorococcus marinus MIT 9313, Prochlorococcus marinusMED4 。
微藻基因工程
微藻基因工程
微藻基因工程是一种通过基因组编辑技术对微藻进行遗传改造的技术。
这种技术可以用于生产高价值的生物燃料和生物塑料等生物大分子，也可以用于研究微藻的生物学和生态学特性。
在微藻基因工程中，通常会通过敲除或编辑微藻的基因组，以去除不需要的基因或增强有用的基因。
例如，科学家可以从一种产油微藻中剥离出大量的基因组，并敲除那些对油生产无关紧要的基因，从而创造出一种“最小基因组”微藻。
这种微藻可以作为进一步研究每一个基因的分子和生物功能的模型生物，或者作为合成生物学家的“底盘”菌株，用于增强生物燃料或生物塑料等生物大分子的定制生产。
微藻基因工程还可以通过优化微藻的培养条件和使用特殊的启动子等技术，以实现大规模培养和生产具有高价值的化合物。
例如，通过基因工程技术，可以增强微藻中油脂的含量，从而使其成为生产生物柴油或其他生物燃料的理想原料。
总之，微藻基因工程是一种具有重要应用前景的技术，可以用于生产高价值的生物燃料和生物塑料等生物大分子，也可以用于研究微藻的生物学和生态学特性。
蓝藻基因工程
作为新的基因工程表达宿主, 蓝藻以其独特的优势正逐渐引起人们的关注, 自20 世纪90 年代以来, 蓝藻已经形成了一套稳定的基因转化体系, 20多年来已有30多种外源基因在蓝藻中表达成功。
蓝藻表达系统将来有希望在制备重组药物、治理环境污染、农药生产等方面得到广泛应用。
对蓝藻基因工程的发展及其在医药、环保、农业、生物传感器等方面的应用研究作一综述。
最后分析了蓝藻基因工程发展的瓶颈表达效率低的问题, 总结了研究者所作的努力: 基因和剂型的选择、转录翻译元件的调控、宿主生理状态的调控等。
蓝藻经基因工程改造后可以作为生物传感器用于定量检测介质中污染物、杀虫剂或其它化学物质的浓度蓝藻基因工程应用研究蓝藻基因工程包括内源基因的敲除和内外源基因的表达两个方面, 大量的工作是通过敲除和过表达这两种方案来研究蓝藻自身基因的功能, 并且取得了较多的成就[ 5] , 而本综述重点放在蓝藻基因工程的生产应用相关研究。
基因敲除方面目前应用研究较少, 从上世纪的80年代末开始, 应用自杀基因、反义RNA和同源重组技术, 阻抑丝状体的鱼腥藻和单细胞的聚球藻中谷氨酰胺合成酶的编码基因( glnA ) 的表达, 使突变的工程蓝藻在光合和固氮后, 不把合成的氨用于合成氨基酸, 而分泌出细胞外, 这可能为合成氨提供新工艺[ 6] 。
外源基因的表达常从转入筛选标记或报告基因开始。
1981年荷兰学者就把抗菌素抗性基因转入蓝藻中表达。
以后美国的W olk等[ 7] 把报告基因转入了蓝藻。
然而, 真正引人注意的是在藻细胞中表达了有应用前景的外源基因, 首次成功的是法国巴斯德研究所的N.T andeau de M arsac 等[ 8] 把芽抱杆菌( Baci11ussphaericus1593M ) 的蚊幼毒蛋白转入单细胞蓝藻组囊藻R2。
我国的徐旭东博士等[9] 在1992年在山东济宁寄生虫防治研究所把B. sphaericus sp. 2297的基因51和42转入鱼腥藻PCC 7120中表达成功。
瑞典科学家用转基因蓝藻成功产出生物燃料丁醇
据２ ０ １ ３ 年２ 约 ８日中国科 技网援引《 科技 日 报》 美 国华
盛顿 ２月 ２ ７日电， 美国密 歇根州 立大 学研究 人员通 过转基 因工程获得 了叶子 含油脂 的植 物 。此 项技术 进展有 望促进 生物燃料 的生产 以及 改善动物 饲料 的营 养。研 究成 果刊登
曾在不 同时期 居住 在 西伯利 亚南 部 丹尼 索 瓦 的这个 洞 穴 。
序， 使某些器官 和组 织 得 以再生 。研 究成果 发表 在新 一 期 《 细胞》 杂志上 。
据报 道 ， 研 究人 员 研发 的这 种新 技 术 叫做 Ｃ Ｒ Ｉ Ｓ Ｐ Ｒ干
离鉴定了１ ２ 个与链黑菌素生物合成相关化合物的化学结
构， 提 出了链黑 菌素生物 合成途径 的模 型 ； 揭示 了多个 新颖
藻类能够通过基因工程不断地生产丰富 的油脂 ， 那么 它们 将 替代传统 的农业 作物。
美科学家找到精确关 闭基 因方法
据２ ０ １ ３年 ３月 １ ０日《 参 考消息 》 援 引美 国每 日科学 网
站３ 月 ７日 报道 ， 加利 福尼亚大学圣弗朗西斯科分校科 学家
找到了关 闭基 因的精确 方法 。 有助于重新设定细胞 的生长程
上海科 学家利用基因技术实现 链黑菌素类抗生素高效合成
在新 出版 的《 植物细胞》 杂 志上 。 在传统的生物燃料研究 中， 关 注的重点 是如何 提高植物
种子 的油脂含量 ， 几乎没有人研 究利用植物 叶和茎生产生物
燃料 的问题。研 究人员选取 了单细胞绿藻 的 ５个基 因 ， 并从 中找到一个在置人拟南芥 植物后 成功地 提高 叶子组织 中油 脂量 的基 因。随后 ， 将转 基 因拟南芥 喂给 毛虫幼 虫食用 ， 发
海洋藻类基因工程研究综述
海洋藻类基因工程研究综述海洋藻类基因工程综述藻类基因工程亦称藻类遗传工程或藻类重组DNA技术，是以海藻为研究对象将某种生物基因通过基因载体或其他手段运送到海藻活细胞中，并使之增殖(克隆)和行使正常功能(表达)，从而创造出藻类新品种的遗传学技术。
通过对藻类基因工程的研究，一方面期望从改造的藻体中筛选出抗性强且生长快的优良藻种，并把藻类作为新型的生物反应器生产某种特殊的有用物质；另一方面期望从藻类中分离、克隆有重要经济价值的基因，作为农作物改良的目的基因或用于微生物发酵生产。
藻类基因工程起步较晚，国际上藻类基因工程研究的热点，从70年代淡水蓝藻，经80年代海洋蓝藻和淡水真核微藻，到90年代大型藻，体现了从原核到真核，从淡水到海水，从模式藻到经济藻，从单细胞、丝状体微藻到多细胞大型藻的发展趋势。
蓝藻又名蓝细菌(Cyanobacteria)，是一类光合自养的原核生物。
它结构简单、生长迅速、适应性强、易于进行遗传操作，并且多数不含毒蛋白，可作为很好的基因工程受体系统。
作为基因工程受体，与大肠杆菌相比其表达产物不形成包涵体，容易纯化；不含毒素，比较安全；培养基为无机盐，廉价不易污染。
蓝藻是藻类中最早能稳定地表达外源基因的种类。
从1970年发现蓝藻可以转化，1973年证明蓝藻中含有质粒，1981年首次在蓝藻中表达外源基因成功，到1996年聚胞藻PCC6803作为第一个光合生物完成了基因组全序列测定，蓝藻的研究一直处于整个生物学的前沿，有些研究较多的蓝藻种类已成为分子生物学和基因工程研究中的重要模式生物目前，蓝藻基因工程主要研究的内容包括基因的选择、鉴定、测序、序列分析与克隆，载体的构建，调控表达原件的分析，基因转化系统的发现和筛选，转基因蓝藻的筛选及培养条件的优化等。
蓝藻质粒广泛用于构建基因载体。
自1973年发现蓝藻质粒以来，已在约50 %被检单细胞及丝状蓝藻中证明了内源性质粒的存在，质粒数目从1~10个不等，大小在1.3-130 Kb之间，但只在极少数淡水蓝藻中找到质粒编码功能的证据，一般认为蓝藻质粒属隐秘型质粒。
藻类基因工程研究概述
藻类基因工程研究概述倪福太!刘!强!芦!曼!李长有!王占武!!吉林师范大学生命科学学院e 吉林省生物资源与环境信息重点实验室!四平!$'>###"摘!要!藻类作为基因工程的表达宿主)其独特的优势为人们所重视&&#世纪)#年代)稳定的藻类基因转化体系已经建立)此后已有几十种外源基因在藻类中成功表达&本文综述藻类基因工程的应用研究进展&关键词!藻类!基因工程!展望!!近年来)通过基因工程技术改良藻类植物性状的研究越来越多)目的有两个#一是培育高产%优质%抗逆的藻类植物新品种$二是构建藻类植物表达系统)用于大量生产具有保健活性%抗病毒活性%灭虫活性%抗逆或抗农药活性的化合物&本文综述藻类植物基因工程的研究进展&!"藻类基因工程概况藻类基因工程也称藻类遗传工程或藻类重组O M ?技术&该技术是将某一目的基因通过基因工程操作手段整合到藻类植物活细胞中)并在其中得以表达)从而创造出藻类新品种的生物工程技术&通过藻类基因工程技术)可以获得抗性强且生长快的优良藻类植物新品种)并把其作为新型的生物反应器来生产某些特殊的有用物质$同时)还可以从藻类植物中分离%克隆出有重要经济价值的基因)作为农作物改良的目的基因或者用于微生物发酵生产&国际上藻类基因工程研究的热点在于利用模式藻开展基础理论研究)建立应用体系&用于基因工程研究的藻类主要有#蓝藻!原核藻类"%绿藻%硅藻!真核藻类"以及褐藻门%红藻门和绿藻门中的某些种类&目前研究最广泛的是蓝藻)利用基因工程技术在蓝藻细胞内建立完整的表达体系&作为基因工程的受体)蓝藻有着巨大的优势#表达产物不形成包涵体)容易纯化$培养基为无机盐)廉价且不易污染)没有毒素)比较安全&鉴于蓝藻自身的独特性)其在基因工程中受到了广泛重视)&#世纪)#年代就已经利用蓝藻建立了一套完整的表达体系)'#多种外源基因在受体细胞中成功表达'$(&#"藻类基因工程研究进展主要综述用转基因藻类生产具有保健%抗病毒%灭蚊以及抗逆%耐重金属和抗农药活性的化合物研究的进展&&,$!利用转基因藻类生产具有保健活性的化合物!利用转基因藻类生产虾青素%二十碳五烯酸和螺旋藻多糖等具有保健活性的化合物)是藻类基因工程在医疗保健方面的新突破&虾青素在人体内可与蛋白质结合)有抗氧化%抗衰老%抗肿瘤%预防心脑血管疾病的作用&$))*年)4444444444444444444444444444444444444444444444有研学家的实证%探索%求真的科学精神&主要参考文献'$(奥尔贝著,赵寿元)诸民家译f &#$&,通往双螺旋之路,上海#复旦大学出版社)&#>+&&$'&(T L I U U I -CU ,$)&%,-06D 3N 93]3@59@62]/96GA 2@2@@51<./6D ,-06R 2G:9512]C .N 3696!E 294")&(!&"#$$'+$")''(O P Y M I F ?Y,$)(&,=96GA 2@2@@51<:59D ]2:A 5<329c 5H5@b`5:4X 36`,U 2G:<0T :3]]3<0J 6A 2:351E 6@<G:6,R 2G:9512]T 696:51J 3@:2H3212N .)('!$"#$+$$'*(O ?Y KP MJ )KI ?L ,$)'$,I 9X 3<:2<:59D ]2:A 5<3292]/96GA 2c@2@@51<./6D ,I ,?<6@093WG6]2:394G@39N <:59D ]2:A 5<3292]/96GA 2@2@@51<./6D &.8&()2,R 2G:9512]F [/6:3A 69<51J 643@396)"*!""#>%$+>))'"(?E E P Y ?_R ,$)'&,-06<:59D ]2:A 5<32939X 3<:22]L/96GA 2@2@@339<2K ]2:A D2]43]]6:69<D /6@3s@<./6DH.<06GD 62]]31<6:64,.#*+2$2$$*-6[<:5@<D ,R 2G:9512]F [/6:3A 69<51J 643@396)""!$"#)$+))'>(?B F L _P )J ?8E F P O8)J 88?L -_J ,$)**,K<G436D 29<06@06A 3@5195<G:62]<06D GHD <59@6394G@39N <:59D ]2:A 5<3292]/96GA 2@2@@51<./6D ,I 94G@<3292]<:59D ]2:A 5<329H.546D 2[.:3H29G@163@5@34]:5@<3293D 215<64]:2A /96GA 2@2@@GD<./6I I I ,R 2G:9512]F [/6:3A 69<51J 643@396)()!&"#$'(+$"%'((E F B F M F=)E P M O P M F ,$)&),-06D <:G@<G:62]<0.A 29G@163@5@34,R 2G:9512]73212N 3@51806A 3D <:.)%'#()'+%#&'%(恩斯特,迈尔著,涂长晟译f &#$#,生物学思想,四川#四川教育出版社)"')+"*$')(张永谦f $)%&,被称为-噬菌体教教皇.的科学家222马克斯,德尔布吕克,医学与哲学)&#'"+*)'$#(J 88?L -_J ,$)*>,=G:3]3@5<329594/:2/6:<36D 2]46D 2[.:3H29Gc@165D 63D 215<64]:2A H66]/59@:65D ,-06R 2G:9512]T 696:51=0.D 3212N .)&)!'"#$&'+$')'$$(8C ?L T ?U U F )a ?J F M C P U K )T L F F M 8,$)"#,C GA 5946D 2[./69<2D 69G@163@5@34#@2A /2D 3<3292]0GA 5946D 2[./69<2D 69G@163@5@34,M 5<G:6)$>"#(">+("('$&(C F L KC F _?)8C ?KFJ ,$)"&,I 946/69469<]G9@<329D 2]X 3:51/:2<6395949G@163@5@3439N :2`<02]H5@<6:32/05N 6,R 2G:9512]T 696:51=0.D 3212N .)'>!$"#')+">'$'(陈!琴)庞丽娟f &##",论科学的本质与科学教育,北京大学教育评论)'!&"#(#+(*#,"(,生物学教学&#$%年!第*'卷"第'期究将超氧化物歧化酶基因导入集胞藻中)且成功表达&随后把催化2胡萝卜素转化为虾青素的酶编码基因成功导入聚球藻受体细胞中)明显提高了虾青素的含量'&(&二十碳五烯酸)是人体常用的几种9'脂肪酸之一)对肺病%肾病%&型糖尿病%大肠溃疡和节段性回肠炎的治疗都有积极的作用&已经证实)9'脂肪酸能减少有害的免疫反应)并能有效治疗由自身免疫缺陷引起的炎症!如风湿性关节炎等"&9'脂肪酸还能促进循环系统的健康和防止胆固醇%脂肪在动脉血管壁上的沉积&因此)保持体内9'脂肪酸含量)对正常生长和发育有积极的作用&$)))年)研究人员把一组海洋细菌中催化二十碳五烯酸合成的脱氢基因簇转入海洋聚球藻中并成功表达)明显增加了聚球藻中二十碳五烯酸的含量&螺旋藻中的螺旋藻多糖除前述作用外)还具有抗辐射损伤和减轻放%化疗产生的副作用的活性&螺旋藻多糖对小鼠和大鼠大肠变性隐窝的形成也有抑制作用&&,&!利用转基因藻类生产具有抗病毒活性的化合物!对虾白斑综合征病毒是一类具囊膜的双链O M?病毒)毒性极强)宿主范围较广泛)感染宿主后'+"日致死率高达$##Z&这种病毒是虾类养殖的大敌)给虾类养殖带来严重的危害)直接影响虾的产量和质量&有研究将昆虫细胞中表达的B=&%蛋白制备多克隆抗体注射到对虾中)有效抑制了对虾白斑病毒的感染)显示B=&%蛋白在病毒对虾类的全身性感染的起始步骤中起关键作用&张春莉等''(将对虾白斑病毒囊膜蛋白B=&%基因转入鱼腥藻和聚球藻&对转基因聚球藻进行培养后)其目的产物表达量达到'Z左右'*)"(&这种转基因蓝藻不仅是一种疫苗)还可以作为对虾的饲料)不仅能减少病毒性疾病的发生)而且没有毒害%经济安全&利用转基因的莱茵衣藻可以生产高附加值重组蛋白)并将它们用于工厂化生产针对不同病原体的疫苗)如金黄色葡萄球菌疫苗%口蹄疫病毒疫苗%猪瘟病病毒疫苗%艾滋病病毒疫苗%疟疾疫苗以及动脉粥样硬化疫苗等&&,'!利用转基因藻类生产具有灭蚊活性的化合物!蚊子不但传播疾病)而且是许多传染病菌的携带者&如果采用农药来控制蚊虫数量)则会对人类产生伤害&目前革兰阳性芽孢杆菌!F"$&%%*-(<*)&.4&#.-&-D D/,&-)"#%#.-&-)7<3"已被用于蚊科种群数量的生物控制上&蓝藻与蚊子幼虫生活在同一环境中)并且蚊子幼虫以蓝藻为食)适宜于用基因工程技术生产7<3&研究发现)转基因蓝藻鱼腥藻=88($&#能较好地表达7<3毒素)且其表达产物可以避免被阳光快速钝化'>(&所以)这种转基因藻类是较好的灭蚊有效生物)既可减少农药使用量)也可保护环境&自利用转基因藻类生产杀灭蚊子幼虫的活性产物的报道以来)相继有研究者将有效灭蚊的蛋白基因转入不同藻类细胞中)并成功表达)但应用效果并不明显&直到$))$年)人们选用固氮蓝藻作为转基因对象)才使实际应用成为可能&&,*!利用转基因藻类生产具有抗逆 耐重金属和抗农药活性的化合物!利用藻类基因工程来研究抗逆境问题)已成为科学家的关注热点&$))#年)日本科学家把集胞藻=88>%#'的脂肪酸不饱和酶基因转入到微囊藻中)提高了其抗低温能力'((&目前也有一些重金属抗性的基因在藻类细胞中成功表达)如汞操纵子基因%镍转运蛋白基因%汞转运蛋白基因等&利用这些基因培育的转基因藻类不仅对金属的耐性提高)而且选择性吸附的能力也得到增强&除了可以吸收重金属)转基因藻类还可降解药物&例如)有机磷杀虫剂可被蓝藻进一步降解)甲基对硫磷在有氧气进行光合作用条件下可被鱼腥藻=88($&#还原转化'%(&转基因蓝藻有望成为解决抗逆%抗农药污染等诸多问题的有效途径&主要参考文献'$(张学成)张晓辉)徐!涤,&##>,蓝藻氢代谢相关酶及其分子生物学的研究,中国海洋大学学报)'>!$"#$)+&"'&(王春梅,$))),花叶病毒外壳蛋白致病机理的研究讨论,西北农业大学学报)&%!*"#'*+"#''(张春莉)施定基)黄!倢)等,&##',白斑综合征病毒囊膜蛋白B=&%基因的克隆及在蓝藻中表达载体构建,海洋学)&(!&"#(&+(>'*(朱学义)张明华)章华西)等,&##%,葡萄糖浓度对转人肿瘤坏死因子3鱼腥藻I7#&培养过程的影响,生物技术通讯)$)!&"#&""+&"%'"(邓元告)侯李君)邓丽珍)等,&##%,对虾白斑病毒X/&%基因在聚球藻中的表达与研究,天津科技大学学报)&'!$"#&)+'&'>(J?M?KC F L P7L)P-I F M P c?_?_PaM)7F M c O P BF)6<51, &##',F94G:39N<2[3@3<.2]<:59D N693@;."'"#."=88($[/:6D D39NA2D WG3<215:X3@3451N696D]:2A F"$&%%*-(<*)&.4&#.-&-D D/,J-)"#%#.-&-,F9X3:29A69<51J3@:2H3212N.)"!$#"#))(+$##$'((宋凌云)施定基)宁!叶,&##$,用同源重组法将人肝金属硫蛋白突变体2基因整合在集胞藻>%#'中的应用表达,植物学报)*'!*"#'))+*#*'%(周晓君)茅云翔)王孟强)等,&##>,条斑紫菜基因微阵列制备及其在世代差异基因表达检测中的应用研究,生物技术通讯)$>!$&"#$'##+$'#"#,>(,生物学教学&#$%年!第*'卷"第'期。
利用蓝藻生产异戊二烯[发明专利]
![利用蓝藻生产异戊二烯[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/17801902998fcc22bdd10d8f.png)
专利名称：利用蓝藻生产异戊二烯专利类型：发明专利
发明人：杨琛,高翔,刘邓,高方
申请号：CN201410076573.2申请日：20130415
公开号：CN103789293A
公开日：
20140514
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了利用蓝藻生产异戊二烯的方法，包括：包含异戊二烯基焦磷酸异构酶和异戊二烯合成酶的融合蛋白。
本发明对蓝藻进行遗传改造，在蓝藻中表达植物来源的异戊二烯合成酶（IspS），通过多种方法显著地提高了基因工程蓝藻生产异戊二烯的产量，并且这些研究结果可以还应用于基因工程蓝藻表达其他外源蛋白，极大地拓展了基因工程蓝藻的应用范围，具有广泛的工业应用前景。
申请人：上海工业生物技术研发中心
地址：201201 上海市浦东新区瑞庆路528号1号楼甲
国籍：CN
代理机构：上海华工专利事务所(普通合伙)
代理人：缪利明
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转基因蓝藻可用于制造化学燃料
转基因蓝藻可用于制造化学燃料
佚名
【期刊名称】《今日科苑》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】据物理学家组织网报道，最近，美国加州大学戴维斯分校的化学家通过基因工程对蓝藻进行了改造，使其能生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前化学品，也是生产生物化工原料以替代化石燃料的第一步。
研究小组利用网上数据库发现了几种酶，恰好能执行他们正在寻找的化学反应。
他们将能合成这些酶的DNA（脱氧核糖核酸）引入了蓝藻细胞，随后逐步地构建出了一条“三步骤”的反应路径，能使蓝藻将二氧化碳转化为2，3丁二醇，
【总页数】1页(P7-7)
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.2
【相关文献】
1.转基因蓝藻:化学燃料的新来源 [J], ;
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蓝藻生物燃料研究获进展
蓝藻生物燃料研究获进展佚名【摘要】正日前,中科院青岛生物能源与过程研究所生物代谢工程团队在基因工程蓝藻合成乙醇、脂肪醇、脂肪烃的系列研究中结出硕果,在技术上实现了生物燃料分子在单一光合蓝藻细胞内的合成,并证明了通过代谢工程和遗传学相关技术提高蓝藻生物燃料合成的潜力,为基因工程蓝藻高效制备生物液体燃料的进一步发展奠定了基础。
该团队通过在蓝藻中引入外源丙酮酸脱羧酶与乙醇脱氢酶,实现了乙醇在蓝藻细胞的合成。
针对该过【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】1页(P27-27)【关键词】蓝藻;生物燃料;代谢工程;基因工程;合成途径;液体燃料;乙醇脱氢酶;脂肪烃;脂肪醇;过程研究【正文语种】中文【中图分类】TQ517日前，中科院青岛生物能源与过程研究所生物代谢工程团队在基因工程蓝藻合成乙醇、脂肪醇、脂肪烃的系列研究中结出硕果，在技术上实现了生物燃料分子在单一光合蓝藻细胞内的合成，并证明了通过代谢工程和遗传学相关技术提高蓝藻生物燃料合成的潜力，为基因工程蓝藻高效制备生物液体燃料的进一步发展奠定了基础。
该团队通过在蓝藻中引入外源丙酮酸脱羧酶与乙醇脱氢酶，实现了乙醇在蓝藻细胞的合成。
针对该过程中副产物乙醛积累的问题，研究人员从不同蓝藻中筛选出催化性质最佳的乙醇脱氢酶替换外源乙醇脱氢酶，并通过引入两个关键酶基因，使得蓝藻乙醇产量大幅提高。
这一产量为目前文献报道的蓝藻乙醇最高产量。
同时，研究人员寻找到三个能够实现长链脂肪醇在蓝藻的合成的脂酰辅酶A还原酶基，这是国内外光合生物细胞中合成脂肪醇的首次报道，为脂肪醇生产提供了一条颇具潜力的技术路线。
此外，通过基因敲除和表型分析，研究人员发现蓝藻脂肪烃合成途径的前体脂酰ACP合成酶对于蓝藻脂肪烃生物合成至关重要；脂酰ACP 主要来源于细胞膜脂的水解，而非脂肪酸从头合成途径。
该发现为解析蓝藻脂肪烃合成调控机制和基因工程改造蓝藻高效合成脂肪烃奠定了基础。
富油微藻繁育技术优化与蓝藻产不饱和脂肪酸的基因工程
富油微藻繁育技术优化与蓝藻产不饱和脂肪酸的基因工程微藻富含油脂、易于培养、生长周期短,可作为功能食品、饲料添加剂的替代来源。
然而,培养过程中存在生物质浓度低、规模化培养难、收获耗能高、新鲜水消耗大、特定多不饱和脂肪酸含量低等问题,导致微藻生物质及其组分成本高,限制了其商业化应用。
本论文以湛江等鞭金藻、假微型海链藻和聚球藻7002为研究对象,对微藻培养条件优化、光生物反应器设计、生物絮凝收获和絮凝上清再利用、基因工程蓝藻产不饱和脂肪酸等进行探索研究。
(1)湛江等鞭金藻和假微型海链藻的优化培养。
探讨了培养方式、光强和NaN03浓度对微藻生长和产物积累的影响以及培养过程中氮消耗与微藻生长间的关系。
结果表明,湛江等鞭金藻和假微型海链藻生长越快,对氮的吸收越多,兼养较光自养和光异养消耗更多的氮以满足生长需要。
充足的氮源和兼养培养时,蛋白质积累较多;NaN03浓度较低时,油脂积累较多。
综合考虑油脂产率和节约资源等因素,湛江等鞭金藻最佳油脂产率80.06mg/L/d 在光强为 100μmol/m2/s、NaN03 浓度为 375mg/L、兼养培养条件下获得。
光强为100μmol/m2/s,NaN03浓度为375mg/L,兼养培养,以更新率35%、更新周期1 d进行半连续培养湛江等鞭金藻生物量产率最大为344.40 mg/L/d。
此时湛江等鞭金藻多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的30.82%左右,是生产作为营养品的微藻油脂的合适条件。
对假微型海链藻而言,生产油脂的最佳培养条件为:光强为200μmol/m2/s,NaNO3浓度为375mg/L,光自养培养,以更新率为25%,更新周期为1d进行半连续培养,油脂产率最大为52.47 mg/L/d,对应的生物量产率为 227.18mg/L/d。
(2)光生物反应器设计及微藻培养性能研究。
设计了柱式和平板式两种光生物反应器。
与柱式光生物反应器相比,平板式光生物反应器中培养微藻时可获得更高的生物量产率(228.89 mg/L/d)和油脂产率(83.34 mg/L/d),表明平板式光生物反应器利于微藻生长和油脂积累。
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建 了异源合成蜡 酯的重组 菌株【。 重组 菌在添加外源脂肪 ８ 该 １ 酸 的条件下能合成蜡 酯， 产量约 为细胞干重的 １ ％。虽然其 结果 离应用还 有很大差距 ，但为我们 提供 了 寻找低成本 生 产液体蜡酯 、 满足市场需求 的新思路 。 本研究尝试将不动杆
菌属蜡酯合成酶 基因在丝状 蓝藻鱼腥藻 ｎ ｂ ｅａ ｓ ． ａ ａ ｎ ｐ） 中表
达 ，以 期 待 利 用 太 阳光 能 和二 氧 化 碳 合 成 蜡 酯 。
中榨取液 体蜡酯来 替代鲸 源蜡酯 。 Ｔ业化合 成及利用 同定 化脂肪酶 生产是 目前满 足蜡酯需 求 的另外一 条渠道 。
共 表 达 了 来 ｆ 贝 氏 不 动 杆 菌 ＡＤ ｌ 株 的 蜡 酯 合 成 酶 基 因 ｌ Ｐ 和 来 自加 州西 蒙 得 木 的 脂 肪 酰 辅 酶 Ａ 还 原 酶 基 因 ， 功 构 成
植物表 而抵 抗 干旱，阻挡 紫外线 ，防止病 原侵 袭，在鲸 体 内帮助 调 节 浮力和 传播 声 音，在 有些 植 物果 实 中作 为能 量储存 。 从动植 物 中提 纯 的液体蜡酯 对人类 有重要 的用途， 譬如做精 密仪器 的高级 润滑剂，或做药 物 、 化妆 品和食品 的添加 剂，市 场需求 大，被 称之 为液体 黄金 。过去，液体 蜡酯 的获得 主要 是从大 型海洋动 物鲸体 内提取 。 南于对鲸
文 章编号 ： ０ ０３ ０ （０ ００ —６ ２０ １ ０ —２ ７２ １） ３０ ５ —４
蜡 酯属 于生 物体 内积 累 的一类 氧酯 ，是 南长链脂 肪
酸 和 长 链 脂 肪 醇 酯 化 形 成 的 ，具 有 多种 生 物 功 能 。比 如 在
年 ， ａｓｈ ｕ ｒ ｅ ａ．通过 基 因Ｔ 程的方 法在 大肠 杆菌 中 Ｋ ｌ ｅ ｅ， ｔ １ ｃ
１０ ４ ） ０ ０ ９
关 键词 ：蜡 酯；蜡酯合 成酶／ 酰基 辅酶 Ａ二 酰甘 油酰摹转 移酶 ；蓝 藻
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：Ｗ ａ ｓ ｅ ； Ｓ ＤＧＡＴ； ｄｓ ｘ ｅ ｔｒ Ｗ ／ Ｃｙａ ｂ ｃ ｅ ｉ ｍ ｎｏ ａ ｔ ｒ ｕ
中图分类 号： ８ Ｑ７ ９
文献 标识码 ： Ａ
第 ３卷 第３ ４ 期 ２ ０年 ５门 ０ １
水 生 生 物 学 报
ＡＣ Ａ ＨＹＤＲ Ｔ ＯＢ１ Ｏ ＣＡ ＳＮＩ ０Ｌ ＧＩ Ｉ ＣＡ
Ｖｏ１ ．３４，Ｎ Ｏ． ３ Ｍａ ｙ， ２０ １０
Ｄ０ Ｉ ０ ３ ２ ／ ＰＪ １ ３ ． ０１ ０ ５ ：１ ． ７ ４ Ｓ ． ０ ５ ２ ０．０６ ２
基 因工程蓝藻产 蜡酯 的研 究
盛 春 霞 孔任 秋 ， ２
（．中 国科 学 院 水生 生 物 研 究 所 ，武汉 ４ ０ ７ ； ．中 国科 学 院 研 究 生 院 ，北 京 １０ ４ ） １ ３０ ２ ２ ０ ０ ９
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一
１ 材 料 与 方 法
１１ 质 粒 、 菌 株 和 试 剂 ．
些细 菌 也 呵彳 细胞 中积 累蜡酯 【 ３ Ｆ ｌ］ － ，对它们 相关
基冈及 关键 酶的研 究，有 助 于我 们 了解微 生 物 中蜡酯 的 合 成 。蜡 酯在不 动杆 菌 ｃｎ ｔｂ ｃｅ） ｉｅｏ ａ ｔｒ中是最常 见 的 藏 物，其分 子结构 类 似于 加 州 两蒙 得 木蜡 酯 ，含量 占细胞 干重最多 可达 １％ｌ。 ４ ３ 不动杆 菌 中负责蜡酯合 成最后 一步 】
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限制 性 内切 酶 、Ｔ载体 ｐ ＭＤ１ － ８Ｔ购 自大连 宝生物 １ －
程 有 限 公 司 ， ａ 和 ＤＮ 片 段 回 收 试 剂 盒 购 自晶 美 公 司 ， Ｔｑ酶 Ａ 末 端 补 平 所 用 Ｔ ＤＮＡ 聚 合 酶 是 Ｐｏ ｇ 公 司 产 品 ；接 合 ４ ｒｍｅ ａ 转 移质粒 ｐ Ｌ ４ ｐ Ｌ ２ Ｒ ４ ３、Ｒ ６ ３及 穿 梭 载 体 ｐ Ｌ ５ 和 鱼 腥 藻 Ｒ ２Ｃ Ｅ １３ 来 自 Ｐ ｔｒ Ｆ１ ｅｅ Ｗｏｋ 实 验 室 【， 贝 氏 不 动 杆 菌 ｌ ９ 】 ｃｎ ｔｂ ｃｅ ｂｙｙ ＡＤＰ ）购 自 美 国 ， 编 号 为 ｉｅ ａ ｔ ｏ ｒ ａ ｌｉ Ｉ Ａ ＣＣ ３ ０ 。 质 粒 ｐ Ｔ ３３ ５ ＨＢ１ ４ ３ ７为 本 实 验 室 构 建 ［】 醇 １ ：酶（ ） ｗｓ ，在蜡 酯 合成 最后 一 步起
作 用 ，又 可 以作 为 酰 基 辅 酶 Ａ 二 酰 甘 油 酰 基转 移 酶
（ ＤＧＡ ） 三酰甘 油合成 中起作 用Ｉ 。ＷＳＤ Ｔ （ ） Ｔ在 ４ Ｊ ／ ＧＡ ０ 基 冈在 一 些 积 累 蜡 酯 或 油脂 的 细 菌 中都 有 同源 序 列 ］ ， 与真核生物 中参 与脂 肪和蜡 酯合 成的酶无 同源性 。 菌合 细 成脂肪 醇 的关 键酶 ：脂肪 醛 还原 酶还 未 被鉴 定 出。２ ０ ０６