随着合成生物学的不断发展，建立具有独特用途的植物底盘细胞的需求日益增长。小立碗藓（Physcomitrium patens）作为一种具有高同源重组效率的模式植物，具有成为合成生物学领域新一代植物底盘的潜力。然而，基于小立碗藓的元件库及多基因表达系统极其匮乏，标准化元件的构建、表征和代谢通路在小立碗藓中的快速组装等问题都亟待解决。

       近日，中国农业科学院农业基因组研究所戴俊彪课题组在Plant Physiology上发表了题为“PpFab: An Efficient Promoter Toolkit in Physcomitrium Patens”的研究论文。研究者将前期课题组在酿酒酵母中开发的YeastFab系统与甜菜碱报告系统（RUBY）进行结合，建立了一套从启动子元件构建、表征到应用的高通量代谢工程平台（PpFab）。

       本研究中，研究人员首先构建了一个包括小立碗藓内源和常用植物启动子文库，随后对文库中各个启动子，利用双荧光报告系统（DFRS），开展了其转录活性的表征。在获得了具有不同转录活性的启动子后，研究人员在YeastFab的基础上建立了PpFab代谢工程平台，并以甜菜碱的生物合成为例，通过对甜菜碱生物合成途径中多个基因的组合优化，实现了甜菜碱在小立碗藓中的高效表达。该平台的建立，为未来以小立碗藓为底盘细胞的代谢工程应用奠定了基础。

       中国农业科学院农业基因组研究所戴俊彪研究员为本文的通讯作者。罗光宇博士与叶浩博士为该论文的共同第一作者。该研究得到了本研究得到国家重点研发计划、广东省合成基因组学重点实验室、深圳市合成基因组学重点实验室、深圳市科技计划和深圳市杰出人才培养基金的资助。

图1 DFRS系统与PpFab平台的工作模型与植株表型

论文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiae332/7691839?utm_source=advanceaccess&utm_campaign=plphys&utm_medium=email