受人口增长、环境污染、气候变化等因素影响，我国蛋白资源的日常供应正面临着严峻的挑战。威尼斯镰刀菌发酵生产的菌丝体蛋白，由于具有安全性好、营养价值高、生产周期短、可连续生产等优点，是一种能够满足于现代人营养需求且具有广阔应用前景的肉类代用品。为了进一步提高威尼斯镰刀菌菌丝体蛋白发酵特性，课题组前期已在TB01菌株中成功建立稳定的遗传转化体系（Tong et al., Journal of Fungi, 2022）和高效的DNA-Free CRISPR/Cas9编辑体系（Tong et al., Applied Microbiology and Biotechnology, 2022）。上述体系的建立可以实现靶基因的高效敲除，然而如果要确保靶基因的定向插入（不破坏基因组内关键基因）且高效、稳定的表达，则还需要提供理想的中性基因组整合位点。

近日，天津工生所李德茂团队在威尼斯镰刀菌TB01中鉴定了两个中性基因组整合位点，在CRISPR/Cas9介导的同源定向重组下可以实现靶标基因100%定向整合并稳定高效表达。相关研究成果以“Identification of neutral genome integration sites with high expression and high integration efficiency in Fusarium venenatum TB01”为题发表在 Synthetic and Systems Biotechnology 期刊上。

图3 位点Site1和Site2表达GFP基因的遗传稳定性及对菌株生长影响的评估

该研究鉴定的威尼斯镰刀菌TB01中性基因组整合位点及开发的配套CRISPR/Cas9介导同源定向重组技术，可为今后通过代谢途径改造来加速菌株发展提供重要的合成工具。

该研究得到天津市合成生物技术创新能力提升行动（TSBICIP-CXRC-050、TSBICIP-KJGG-004-20）和中国博士后科学基金（2022M713329）的资助。