张晓龙，王晨芸，刘延峰 ，李江华 ，刘龙，堵国成

（1 江南大学糖化学与生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡 214122；2 江南大学未来食品科学中心，江苏 无锡214122；3江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡 214122）

生物制造技术最早可追溯到几千年前，当时人类已经懂得使用天然微生物进行酿酒制醋，但天然的生物制造系统已逐渐无法满足当下工业生产的需求，因此如何获得绿色高效、多元稳健的生物制造系统是目前亟待解决的关键问题之一。随着基因编辑工具、多组学及生物信息学等技术的交叉发展，基于合成生物技术构建非天然的高效生物制造系统变得日益简便。本文首先概述了当前常用于构建高效生物制造系统的合成生物技术；其次，对大肠杆菌、芽孢杆菌属、谷氨棒酸杆菌以及酵母属等典型模式宿主制造系统的代谢特性与产品应用进行了总结探究。最后，对构建高效生物制造系统的发展趋势进行了展望。

1 合成生物技术路线概述

合成生物学是基因组工程、酶工程、代谢工程和生物信息学等技术交叉发展形成的一门学科。在此，本文依据策略的目的性，将常见的合成生物技术划分为以下4个模块进行简要概述（图1）：

图1 高效生物制造系统的构建Fig.1 Construction of high-efficiency biomanufacturing system

（1）合成途径关键基因的代谢调控 提高合成途径的代谢通量是代谢工程的关键目标之一。首先，通过生物信息学确定目标代谢物的合成途径，并基于启动子工程、核糖体结合位点（RBS）优化、增加基因拷贝数等策略，强化关键基因的表达量，从而使得代谢通量更多地流向目的产物的代谢合成途径。……