染色体整合budAB操纵子与通路重构强化霍乱弧菌淀粉高效合成乙偶姻

来自海洋微生物领域的研究人员针对乙偶姻(acetoin)这一重要平台化学品的生物合成难题，通过系统改造霍乱弧菌(Vibrio diabolicus)实现了淀粉高效转化。研究采用自杀质粒介导的同源重组技术敲除竞争途径基因(2,3-丁二醇脱氢酶和PHA合酶)，利用强启动子强化budAB操纵子表达，最终使工程菌在摇瓶培养12小时内产量达13.21 g/L，开创了海洋微生物直接转化淀粉生产乙偶姻的成功范例。

　　

海洋细菌霍乱弧菌(Vibrio diabolicus)因其惊人的淀粉利用能力和快速生长特性，成为生物制造乙偶姻(acetoin)的理想宿主。研究者首先建立自杀质粒介导的同源重组系统，对4个内源性淀粉酶基因进行功能解析。通过转录组分析锁定两个强组成型启动子，成功提升靶基因表达水平。

为优化代谢流向，团队精准敲除了2,3-丁二醇脱氢酶基因(2,3-butanediol dehydrogenase)和聚羟基脂肪酸酯合酶基因(PHA synthase)，阻断碳流向2,3-丁二醇(2,3-BD)和聚-3-羟基丁酸酯(PHB)的分流。随后采用染色体多位点整合策略，强化了budAB操纵子的拷贝数，构建出高效的乙偶姻合成通路。

最终获得的超级工程菌展现出惊人的生产能力：在普通摇瓶培养条件下，12小时内乙偶姻产量突破13.21克/升，较原始菌株实现质的飞跃。该研究不仅首次在霍乱弧菌中实现淀粉直转乙偶姻的代谢重构，更为海洋微生物的工业应用开辟了新途径。