朱新广 熊 燕 阮梅花 刘 晓 徐 健 钟 超

1 中国科学院植物生理生态研究所 植物分子植物卓越中心和分子遗传国家重点实验室 上海 200032

2 中国科学院上海生命科学研究院（上海营养与健康研究院） 上海 200031

3 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 青岛 266101

4 上海科技大学 上海 201210

光合作用是植物利用太阳光能，以 CO2和水为原料，合成碳水化合物的生物物理、生物化学过程。光合作用为人类提供粮食、能源，同时也是地球生态系统中碳循环和水循环中的关键一环。光合作用对人类社会的重要性，使得对其的研究及应用一直代表着人类探究自然、改造自然的最前沿。当前，随着基因组学、基因组编辑及合成技术、计算能力的快速发展，一个全新的合成生物学研究模式正在形成：一方面，可以设计并制造全新代谢、结构及调控模式，创制新生物学功能；另一方面，利用该模式为生命科学基础研究提供全新研究材料及视角，从而检验当前生命科学的基本理论及假设。光合作用合成生物学在这个多学科融合的大背景下应运而生。光合作用合成生物学的实质是利用光合作用基本原理，整合多学科理论、技术方法，通过理论设计、工程改造及人工进化等手段，创建新型光合系统，为社会创制更好的粮食、能源、生态系统服务功能供给方式，并为光合作用研究提供新材料及资源，提高人类认识光合作用、利用光合作用的能力。

1 我国及国际光合作用合成生物学研究现状

历史上，我国在光合作用基础研究上曾经作出重大贡献。……