一种合成植物精油关键组分的重组菌及其构建方法和应用

本发明涉及生物工程，具体而言，涉及一种合成植物精油关键组分的重组菌及其构建方法和应用。

背景技术：

1、百里香酚又名麝香草酚，它主要来源于百里香属植物中，是百里香挥发油的主要组成成分，在香料领域,百里香酚具有特殊的香气,常用于配制各种香精,如柑桔、蘑菇香等。百里香酚不但广泛的应用在香料领域，又因为它具有防腐性，所以还可作为医疗药品，常出现在一些具有药用价值的卫生品中，如:牙膏、香皂等。同时百里香酚也可用来处理伤口,贮存解剖标本。此外，百里香酚还可作为抗氧剂、检定氮化钛用的特殊试剂，百里酚蓝指示剂的对比基准以及合成许多化学品的初级原料。百里香属包含300～400种芳香草本植物，其中大部分百里香属常用来治疗干咳、支气管炎、喉炎、消化不良。研究表明百里香属的生物活性作用主要来源于其酚羟基的结构，尤其是百里香和香芹酚这两种。百里香中的精油含量比香芹酚中的精油含量高很多，这类化合物比苯酚的抗菌活性高30倍，并且毒性比苯酚小4倍。

2、近年来百里香酚和香芹酚多用于制作香料，防腐剂，医疗用品和驱虫剂，研究表明百里香酚具有杀螨抑菌等多种生物活性，百里香酚对刺足根螨的杀毒作用，发现百里香酚对芽孢杆菌的生长具有明显的抑制作用。近年来，百里香酚衍生物得到了国内外研究学者的广泛关注，合成的百里香酚衍生物也越来越多。

3、目前市面上百里香酚及其衍生物的主要合成方式是化学合成，在生物合成方面仍有较大的发展空间，利用微生物合成百里香酚及其衍生物能有效的减少企业生产成本。因此，创建一条效率较高的百里香酚和香芹酚制备方法迫在眉睫。

4、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种合成植物精油关键组分的重组菌及其构建方法和应用，通过该重组菌能够生产获得较高产量的百里香酚和香芹酚。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种合成植物精油关键组分的重组菌，该重组菌中含有外源基因；该外源基因包括萜类合成酶、细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因；

4、上述植物精油关键组分包括百里香酚和香芹酚。

5、第二方面，本发明提供了上述合成植物精油关键组分的重组菌的构建方法，其包括以下步骤：将经过密码子优化后的萜类合成酶、细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因连接到表达载体上，然后将获得的重组表达载体导入至出发菌中，即获得重组菌。

6、第三方面，本发明提供了上述重组菌应用，该应用包括利用上述重组菌发酵生产百里香酚和香芹酚。

7、本发明具有以下有益效果：

8、本发明通过导入萜类合成酶，细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因，成功地构建出一种可以合成百里香酚和香芹酚的重组菌，实现了百里香酚衍生物的异源合成。而且利用本发明的重组菌转化生产百里香酚和香芹酚，生产效率高、绿色环保且成本低，具有良好的工业化应用前景。

技术特征：

1.一种合成植物精油关键组分的重组菌，其特征在于，所述重组菌中含有外源基因；所述外源基因包括萜类合成酶、细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因；

2.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述萜类合成酶、细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因来源于百里香。

3.根据权利要求2所述的重组菌，其特征在于，所述重组菌的出发菌为酵母菌；

4.如权利要求1-3任一项所述的重组菌的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：将经过密码子优化后的萜类合成酶、细胞色素p450以及短链脱氢酶的基因连接到表达载体上，然后将获得的重组表达载体导入至出发菌中，即获得所述重组菌。

5.根据权利要求4所述的重组菌的构建方法，其特征在于，所述萜类合成酶包括tvtps2，密码子优化后的tvtps2的核苷酸序列如seq id no.1所示。

6.根据权利要求5所述的重组菌的构建方法，其特征在于，所述细胞色素p450包括tvcyp71d507-t，密码子优化后的tvcyp71d507-t的核苷酸序列如seq id no.2所示。

7.根据权利要求6所述的重组菌的构建方法，其特征在于，所述短链脱氢酶包括tvsdr1-t，密码子优化后的tvsdr1-t的核苷酸序列如seq id no.3所示。

8.根据权利要求4所述的重组菌的构建方法，其特征在于，所述表达载体包括pcfb4586质粒、pcfb4778质粒和pcfb5791质粒；

9.如权利要求1-3任一项所述的重组菌或权利要求4-8任一项所述的重组菌的构建方法获得的重组菌的应用，其特征在于，所述重组菌通过发酵生产百里香酚和香芹酚。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述重组菌发酵生产百里香酚和香芹酚的步骤包括：活化重组菌，然后将其接入液体培养基中，培养后将获取的菌液经过真空冷冻干燥、研磨，获得含有百里香酚和香芹酚的菌粉；

技术总结
本发明公开了一种合成植物精油关键组分的重组菌及其构建方法与应用，该重组菌中含有外源基因；外源基因包括萜类合成酶、细胞色素P450以及短链脱氢酶的基因；植物精油关键组分包括百里香酚和香芹酚。本发明通过导入萜类合成酶，细胞色素P450以及短链脱氢酶的基因，成功地构建出一种可以合成百里香酚和香芹酚的重组菌，实现了百里香酚衍生物的异源合成。而且利用本发明的重组菌转化生产百里香酚和香芹酚，生产效率高、绿色环保且成本低，具有良好的工业化应用前景。

技术研发人员：龚阳敏,张毅,郑明明,万霞
受保护的技术使用者：中国农业科学院油料作物研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11