吴 贺 贺春萍

（1 云南农业大学农学与生物技术学院 云南昆明 650201；2 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 海南海口 571101）

微生物细胞工厂已被广泛应用于包括氨基酸［1-2］以及像维生素、生物碱［3-5］等多种代谢产物的大规模生产。与化学合成和直接提取法相比，微生物发酵具有产率较高、环境污染小或无污染、操作简单、不需要大量活体材料等独特优势，代谢工程是指利用多基因重组技术有目的的对细胞代谢途径进行修饰、改造，改变细胞特性，并与细胞基因调控、代谢调控及生化工程相结合，为实现构建新的代谢途径生产特定目的产物而发展起来的一个新的学科领域。

自20世纪90年代提出代谢工程概念［6-7］，历经多年发展，代谢工程技术已被成功应用于多种生物化工产品和医药制品生产，如谷氨酸棒杆菌生产 ω-羟基脂肪酸［8］，重组大肠杆菌合成生松素［9］。早期的代谢工程主要基于菌株自身代谢条件，通过对能产生含有目标产物的原始菌株进行筛选，挑出天然条件下合成效率最高的菌株进行后续优化，包括提升关键反应效率，限制或消除不利于产物合成的副反应进行，以便人工改造出最适于合成目标产物的工程菌［10-11］。实际操作过程中有些菌株经过改造后，不仅不能提高目的产物合成效率，连自身正常的生长发育都很难保证［12］，而发酵过程中内部环境的不断变化，同样也会影响到菌株的生长和产物表达，特别是次级代谢产物［13］。根据查阅前期相关文献，微生物发酵过程效率低下大致有以下原因：①中间代谢物的积累形成反馈抑制降低目的产物产率；……