基于油的代谢工程阿斯塔山丁和相关的类胡卜素使用植物衍生的途径:实验室到田间到应用

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 植物科学 植物科学
• 生物化学 生物化学

背景情况:

• 类胡卜素,像阿斯塔丁一样,是有价值的红色素,具有抗氧化特性,对水产养殖和天然色素至关重要.
• 基托胡卜素的生物合成途径在各种物种中发现,为生物技术生产提供了遗传资源.
• 优化这些途径是高价值类胡卜素的高效和可扩展生产的关键.

研究的目的:

• 开发和评估一种基于植物的过时表达系统,用于类胡卜素的生产.
• 优化Camelina sativa中异构的阿斯塔丁通路,以提高产量和转化效率.
• 评估阿斯塔克桑积累对种子特征和油品质的影响.

主要方法:

• 尼科蒂亚娜本塔米亚娜叶的Agrobacterium透,以测试植物和细菌类胡卜素基因.
• 用植物基因 (CBFD2,HBFD1) 和玉米植物合成酶在种子特异性促进剂下对Camelina sativa进行基因工程.
• 基托胡卜素的化学评估和分析种子和油的特性.

主要成果:

• 比起细菌途径,N. benthamiana中的植物衍生途径产生了更多的阿斯塔克桑丁,中间体较少.
• 卡梅琳娜·萨蒂瓦种子积累了高达~135μg/g的类胡卜素,主要是阿斯塔山丁 (~47μg/g).
• 阿斯塔丁的积累导致了种子大小和油含量的减少,但增强了油的氧化稳定性.

结论:

• 一个来自植物的途径有效地产生类胡卜素,包括素,在Camelina sativa种子.
• 这一策略实现了β-胡卜素高转化为类胡卜素,超过了以前的细菌通路成功.
• 富含阿斯塔丁的Camelina sativa油显示出更好的氧化稳定性,适合食品油凝应用.