光照助力植物工厂合成药物分子

近日，中国农业科学院农业基因组研究所农业生物转录组与代谢组创新团队通过光质调控提高了紫杉醇前体在本氏烟草底盘中的合成效率。相关研究发表在《植物，细胞和环境 (Plant, Cell & Environment)》上。

植物工厂利用植物作为生物反应器，表达和生产高附加值蛋白和代谢物，如疫苗和医药分子等，以本氏烟草应用最为广泛。光照是影响植物生长和抗性的重要因素，对产物合成效率的影响尚不清楚，限制了植物合成生物学产业的发展。

研究采用不同波长的光谱组合处理本氏烟草，研究发现，红光-远红光处理后的烟草，免疫抵抗下降，促进了农杆菌在叶片中的生长，进而提高了外源基因的表达和蛋白的积累。导入紫杉二烯合成酶基因后，红光-远红光处理后的烟草中，紫杉二烯的积累量相比白光处理提高了76.5%。红光-远红光组合为农杆菌在本氏烟草中的侵染和生长提供了一个更为理想的条件，显著增强了外源基因的表达效率，提高了药物分子的产量。该研究为植物合成生物学的发展打下了坚实基础，将加速来源于植物工厂的高附加值生物制品在医药产业中的应用。

研究得到中国农业科学院创新工程、国家重点研发项目、国家自然科学基金和深圳市科技计划的资金支持。（通讯员 马昕怡）

原文链接：http://doi.org/10.1111/pce.15573