2017年12月1日,德国尤里希研究所对谷氨酸棒杆菌模式菌atcc 13032及其不含原噬菌体的变体mb001在葡萄糖基本培养基连续传代进行适应性驯化。驯化100代后观察到两种菌株的生长速率均有20%的迅速提升,最终分别获得的进化株ubw和ubm在葡萄糖基本培养基上的生长速率提高约26%。
对多株进化菌的基因组重测序发现丙酮酸激酶pyk、1-磷酸果糖激酶fruk和镁离子mg2 内运蛋白cora关键突变位点。在驯化出发菌株中对pyk和fruk突变重构,不仅使葡萄糖消耗速率,也发现谷氨酸棒杆菌中主要负责葡萄糖摄取的磷酸转移酶系统的酶ii编码基因 ptsg的表达增加,导致菌株在葡萄糖基本培养基上生长加快。而cora突变株仅在镁离子限制条件下对生长速率提升有作用,可能是在驯化中某个时期镁离子缺乏意外导致的该突变。
这项研究的结果有助于获得更好的谷氨酸棒杆菌工业菌株。题为“adaptive laboratory evolution of corynebacterium glutamicum towards higher growth rates on glucose minimal medium”。