双链 RNA(dsRNA)是绿色 RNA 农药核心原料,化学合成、体外转录成本高昂,微生物工程菌发酵是低成本规模化主流路线,现有多类底盘菌株与系统改造策略。
1. 大肠杆菌:遗传工具完善,经典 HT115 (DE3) 敲除 rnc/rnd/rne 降解酶;BL21 (DE3)Δrnc 产量更高,适配实验室小规模制备。
2. 谷氨酸棒杆菌:工业化潜力最强,搭配高拷贝 T7 载体、U1A 保护蛋白,0.3L 发酵罐 dsRNA 可达 1.0 g/L,可合成长片段 dsRNA。
3. 其他底盘:苏云金芽孢杆菌依托产孢强启动子,发酵后期菌体自溶简化提取;丁香假单胞菌借助 φ6 噬菌体 RdRp 酶合成超长 dsRNA;酵母、昆虫共生菌适用于特殊递送场景,但产量偏低。
1. 宿主基因组编辑:敲除 rnc、rnt1 等 RNA 降解基因,缺失 endA、recA 提升质粒稳定性。
2. 表达载体优化:采用双向启动子 / 发夹环两种转录框架;选用 T7、ProD 强启动子,串联高效终止子;提升质粒拷贝数。
3. 产物保护改造:共表达 U1A、TriMV P1 等 RNA 结合蛋白,减少胞内降解。
4. 发酵调控改造:优化诱导体系(乳糖替代 IPTG、光控 / 温控启动子),平衡菌体量与 dsRNA 积累峰值。
当前多数菌株产量仍难满足大规模农药需求,后续可通过代谢重分配、适应性进化、基因组精简改造,进一步降低 dsRNA 生产成本,推动 RNA 农药产业化。
文献来源:
崔锦程,崔洁,卞小莹. 生产双链RNA工程菌的研究进展[J]. 生物工程学报, 2025, 41(2): 546-558
原文链接:https://cjb.ijournals.cn/cjbcn/article/abstract/05240571