碱性芽孢杆菌RecJ酶(BaRecJ)驱动酿酒酵母适应性进化的研究及其在微生物育种中的应用

随着微生物培养、DNA测序、生物信息学和基因工程等技术的持续进步，基于扰动因子的体内诱变方法正被广泛应用。研究人员从碱性芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)中鉴定出具有内切酶和外切酶活性的RecJ酶(BaRecJ)，建立了基于BaRecJ双酶活性的广谱诱变方法。该方法应用于酿酒酵母(S. cerevisiae)的乙醇/乙酸耐受性改造，成功获得发酵性能提升的突变株。基因组重测序分析揭示了与耐受性相关的候选基因，该方法为微生物诱变育种和适应性进化提供了新工具，结合基因组学可快速定位性状相关遗传位点。

　　

在微生物培养技术、DNA测序技术和基因工程技术飞速发展的背景下，来自碱性芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)的RecJ酶(BaRecJ)展现出独特的双酶活性——既能切割DNA链内部(内切酶活性)，又能从末端逐步降解DNA(外切酶活性)。科研团队巧妙利用这一特性，开发出新型广谱诱变技术，并将其应用于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的工业化改造。

通过BaRecJ介导的定向进化，成功培育出具有更强乙醇和乙酸耐受性的酵母突变株，这些菌株在发酵效率上表现突出。基因组分析揭示了多个可能与耐受性相关的基因靶点，为理解微生物环境适应性提供了分子线索。这项研究不仅为微生物育种提供了高效工具，更重要的是建立了"酶促诱变-表型筛选-基因组定位"的一体化研究范式，在合成生物学和工业微生物改造领域具有广阔应用前景。