بیان ژن‌های مختلف CCD واسطه سنتز هترولوگ کروسین در تنباکو است.

آنزیم دی اکسیژناز کاروتنوئید (CCD)به عنوان یک آنزیم کلیدی در مسیر بیوسنتزی کروسین عمل می کند. برای بررسی کارایی کاتالیزوری CCD های مختلف در شاسی تنباکو و برای ترویج سنتز هترولوژیکی با کارایی بالا کروسین در تنباکو، شش ژن CCD مربوط به سنتز کروسین از پنج گونه برای بیان گذرا در نیکوانا بنیامیانا انتخاب شدند. و کارایی کاتالیتیک CCD های مختلف و تاثیر سنتز ناهمگون کروسین بر شار متابولیک کاروتنوئید در تنباکو مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج نشان داد که CCD های درون زا در تنباکو نمی توانند سنتز کروسین را کاتالیز کنند، در حالی که سنتز ناهمگون کروسین در خطوط تراریخته CsCCD۲L، BdCCD۴ ⁇ BoCCD۴ – ۳ به دست آمد. و GjCCD۴a. تفاوت های قابل توجهی در کارایی کاتالیزوری CCD های مختلف وجود داشت، با CsCCD۲L و GjCCD۴a که فعالیت های کاتالیزوری بالاتری را نشان می دادند. سنتز هتروسین بر شار متابولیک لیکوپن، ⁇ – کاروتن و زآگزانتین در تنباکو تاثیر گذاشت، که نشان می دهد CCD ها ممکن است ویژگی بس تر متابولیک وسیع تری داشته باشند.

مواد ژنتیکی پایدار برای سنتز هترولوژیک کروسین توسط تبدیل هسته ای ساخته شد، و استراتژی های بهینه سازی برای سنتز هترولوژیک کروسین در توتون روشن شد، که پایه و اساس مهمی برای توسعه بیوراکتور توتون برای تولید کروسین قرار داد.

Carotenoid Cleavage Dioxygenase (CCD) serves as a key enzyme in the crocin biosynthetic pathway. To investigate the catalytic efficiency of different CCDs in tobacco chassis and to promote high-efficient heterologous synthesis of crocin in tobacco, six CCD genes related to crocin synthesis from five species were selected for transient expression in Nicouana benihamiana. and the catalytic efficiency of different CCDs and the influence of heterologous synthesis of crocin on the carotenoid metabolic flux in tobacco were analyzed.

The results showed that endogenous CCDs in tobacco could not catalyze the synthesis of crocin, while heterologous synthesis of crocin was achieved in the transgenic lines of CsCCD2L, BdCCD4丄 BoCCD4-3. and GjCCD4a. There were significant differences in the catalytic efficiency of different CCDs, with CsCCD2L and GjCCD4a exhibiting higher catalytic activities. Heterologous synthesis of crocin affected the metabolic flux of lycopene, β-carotene, and zeaxanthin in tobacco, suggesting that CCDs may have broader metabolic substrate specificity.

Stable genetic materials for the heterologous synthesis of crocin were constructed by nuclear transformation, and optimization strategies for the heterologous synthesis of crocin in tobacco were clarified, which laid a crucial foundation for the development of a tobacco bioreactor for crocin production.