王爽 何勇 童晓红 应杰政 田志宏 王以锋

摘 要 合成生物学是融合了生命科学和工程学的新兴学科，近年来在水稻中已经取得了一系列进展。利用合成生物学的手段不仅可以将水稻改造成高价值的天然产物生产工厂，还可以对水稻的产量、营养品质进行改良和优化。概述了利用合成生物学在水稻中合成药用蛋白、疫苗和天然代谢产物，以及改良农艺性状、提高水稻产量几个方面的研究进展。

关键词 合成生物学;药用蛋白;疫苗;天然代谢产物;水稻;作物改良

中图分类号：Q819 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.16.001

合成生物学是以系统生物学为研究基础，利用基因工程和工程学概念人工设计和改造现有的生物系统，以获得具有新功能生物体系的一门学科。近些年，合成生物学已成为农作物改良的重要手段和焦点领域，在提高农作物产量、增强作物营养品质等方面发挥着重要作用。

水稻是世界重要的主粮之一，它高度自交、花粉寿命短，作为转基因受体具有生态安全可控的特性。水稻作为合成生物学的载体具有以下明显优势：1）水稻易储存且蛋白不易因变性降解等导致功能损失;2）水稻产量较高，是我国居民的主食，在水稻上进行营养加强是提升全民健康的最便捷方式;3）作为真核生物，水稻具有类似人和动物的加工修饰系统，可以保证下游产物的活性;4）水稻高度自交是转基因生态安全的重要保证。本文综述了合成生物学在水稻生物反应器上取得的一系列进展。……