8月8日，PNAS在線發(fā)表了江蘇科技大學生物技術學院/農業(yè)農村部蠶桑遺傳改良重點實驗室譚安江團隊題為“Engineering a complex, multiple enzyme-mediated synthesis of natural plant pigments in the silkworm, Bombyx mori”的研究論文，該研究首次報道了在昆蟲（家蠶）中構建天然植物化合物的多基因生物合成途徑，從而高效合成一種水溶性植物色素-甜菜紅素。
豐富多彩的天然植物色素不僅為大千世界增添了靚麗的風景，同時也具有重要的經(jīng)濟和藥用價值，其復雜的生物合成途徑也一直是被關注的重要科學問題。
據(jù)介紹，甜菜紅素是僅存在于石竹目植物中的一類水溶性天然植物色素，具有抗氧化、降血脂、抗炎癥和抗糖尿病等多種作用，常被用作優(yōu)質的食品添加劑。此外，由于甜菜紅素具有肉眼可見的亮紅色，也被作為一個優(yōu)良的可視化分子標記。已有研究證明，在微生物以及擬南芥等異源植物中可以實現(xiàn)甜菜紅的多基因合成，而目前利用動物模型合成甜菜紅素尚無報道。
蠶寶寶
譚安江團隊的本項研究，通過遺傳轉化在家蠶中導入了甜菜紅素合成通路的多個基因（CYP76AD1、 DODA 和 Glucosyltransferase），成功實現(xiàn)了甜菜紅素在蠶體內的高效合成。在利用廣譜性啟動子IE1調控基因表達的遺傳轉化家蠶中，甜菜紅素主要在幼蟲和蛹的體液中積累，其含量達到274μg/ml；在利用絲腺特異啟動子FibH調控基因表達的遺傳轉化家蠶中，甜菜紅素主要在幼蟲絲腺中合成并積累，并隨著吐絲過程分泌到蠶繭中。在繭層中的甜菜紅素可在室溫下用水溶出回收。
該研究不僅證實甜菜紅素可作為昆蟲遺傳轉化研究的可視化分子標記，也為今后利用家蠶生物反應器開展天然化合物的規(guī)?；苽溟_辟了新的途徑。
值得一提的是，譚安江團隊長期致力于利用基因編輯等方法開展昆蟲功能遺傳學研究，并聚焦蠶業(yè)生產(chǎn)關鍵需求，為專養(yǎng)雄蠶（PNAS, 2013；PNAS, 2018a）、提高病毒抗性（Journal of Virology, 2017）、拓展絲腺生物反應器（PNAS，2018b）、調控桑葉專食性（PLoS Biology，2019）等方面的應用提供了一系列優(yōu)良種質素材。
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