摘要：合成微生物组是指运用合成生物学方法构建的功能菌群.合成微生物组以代谢通路模块化为核心特征,每个代谢模块的工作由一个菌株完成,从而实现多个菌株的分工与合作.与单菌株相比,合成微生物组具有降低菌株代谢负担与遗传改造难度、提供多样的元件表达平台、实现'即插即用'的模块替换等优势.在合成生物学与微生物组学快速发展、交汇融合的影响下,合成微生物组已成为近些年微生物领域新的研究热点,在生物合成平台化合物、复杂大分子以及生产生物燃料等方面具有广阔的应用前景.本文介绍了合成微生物组的设计原理与优势,总结了近些年的主要研究成果,阐述其目前面临的挑战与机遇,最后对其未来的发展进行展望.

摘要：【目的】提出一种合成微生物组的理性构建策略,用于构建郫县豆瓣蚕豆醅初始发酵的微生物组合菌剂。【方法】采取自下而上的合成微生物组理性构建策略,以相对丰度、频率和特征向量中心度作为核心微生物属的选择指标,分析确定蚕豆醅发酵核心微生物;设计模拟原位体系的全合成培养基,并利用该培养基快速、稳定地检测核心微生物包括产香性能在内的发酵特征。基于核心微生物的产香互补性能进行双菌组合发酵实验,结合核心微生物之间的生长相互作用,设计三菌组合发酵菌剂并验证其发酵性能。【结果】本研究确定并分离了郫县豆瓣蚕豆醅发酵过程中的9种核心微生物。检测核心微生物产生的挥发性风味化合物,发现酵母菌类、乳酸菌类和其他类微生物之间存在产香互补关系。然后,结合微生物间的生长抑制关系设计了由乳酸片球菌、肉葡萄球菌及异变假丝酵母组成的三菌组合菌剂。与企业原位发酵样品相比,三菌组合菌剂产生的挥发性化合物数量达到原位样品的63.1%,化合物种类结构较为相似。与原位样品相比,组合菌剂样品氨基酸态氮浓度提升了21.8%。【结论】本研究提出了一种自下而上的合成微生物组理性构建策略,基于此策略设计了郫县豆瓣蚕豆醅发酵组合菌剂。使用该组合菌剂作为起始发酵剂发酵的郫县豆瓣蚕豆醅具有良好的风味谱和优异的氨基酸态氮水平。本研究在合成微生物组构建与发酵食品工艺改造方面具有较大的科学与应用价值。

摘要：本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。