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近日，葡萄酒學(xué)院楊曉兵副教授團(tuán)隊(duì)在著名生物技術(shù)學(xué)術(shù)期刊《Biotechnology Advances》(IF=10.744)發(fā)表了題為 “Microbial production of limonene and its derivatives: Achievements and perspectives” 的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了近年來利用代謝工程和合成生物學(xué)策略合成檸檬烯及其衍生物研究進(jìn)展。西北農(nóng)林科技大學(xué)為第一署名單位，中科院大連化學(xué)物理研究所為合作單位;16級本科生任毓瑤和18級博士研究生劉灑灑為共同第一作者，我校楊曉兵副教授與大連化物所周雍進(jìn)研究員為共同通訊作者，我校靳國杰副教授參與了該綜述的撰寫工作。《Biotechnology Advances》是生物技術(shù)領(lǐng)域頂級國際期刊，在105種應(yīng)用微生物與生物技術(shù)相關(guān)的雜志中排名第3，該雜志全年收錄文章在100篇左右，2019年H指數(shù)161。
葡萄與葡萄酒中單萜類化合物能夠賦予葡萄與葡萄酒濃郁獨(dú)特的芳香，如玫瑰、桂花、鳳梨及蜂蜜等香味。檸檬烯是葡萄與葡萄酒中天然存在的具有代表性的單帖香氣物質(zhì)之一，在微生物作用下能夠衍生出數(shù)十種單萜類化合物。闡釋檸檬烯生物合成途徑及衍生化過程有助于理解葡萄與葡萄酒萜烯類香氣物質(zhì)的形成機(jī)制，為利用代謝工程進(jìn)行葡萄育種研究，以及采用工程菌調(diào)控葡萄酒品種香氣物質(zhì)組成開展前瞻性研究提供理論依據(jù)。此外，利用合成生物學(xué)和代謝工程策略構(gòu)建高效檸檬烯及其衍生物微生物細(xì)胞工廠能夠?yàn)槠咸褕@廢棄物高值化再利用，實(shí)現(xiàn)葡萄酒產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效提供新思路。
楊曉兵副教授團(tuán)隊(duì)長期致力于利用代謝工程和合成生物學(xué)策略構(gòu)建高價(jià)值化合物細(xì)胞工廠的研究工作。目前，已利用代謝工程策略成功改造圓紅冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)構(gòu)建了檸檬烯等單帖化合物、羥基化脂肪酸、氨基酸衍生物的細(xì)胞工廠，其中檸檬烯微生物合成相關(guān)研究工作獲得陜西省面上基金(2020JM177)、學(xué)校科研啟動基金、國家級科創(chuàng)等支持，指導(dǎo)2016本科生任毓瑤畢業(yè)論文獲得校級畢業(yè)論文。該綜述介紹了微生物合成檸檬烯及其衍生物面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，詳細(xì)闡述了異戊二烯途徑多樣性、代謝路徑關(guān)鍵酶的發(fā)掘與表征、宿主細(xì)胞代謝路徑的理性調(diào)控、輔因子平衡、檸檬烯及其衍生物生物毒性的解除及提升宿主微生物魯棒性的策略等內(nèi)容。本綜述詳盡討論了大腸桿菌、釀酒酵母、藍(lán)細(xì)菌和產(chǎn)油酵母等生產(chǎn)平臺菌株的優(yōu)勢與不足，為系統(tǒng)地理性改造微生物代謝網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建單帖細(xì)胞工廠提供了科學(xué)參考。
