近日，中国农业科学院棉花研究所李付广研究员团队全面综述了植物中黄酮生物合成的研究现状与现存局限，并提出通过系统生物学与合成生物学相结合的策略，对植物宿主进行工程化改造，以实现黄酮类化合物高效积累的新路径。该研究为植物类黄酮生物合成底盘的设计与构建提供了理论参考。相关成果以“Engineering plant hosts for high-efficiency accumulation of flavonoids: Advances, challenges and perspectives”为题，发表在国际著名学术期刊《生物技术进步Biotechnology Advances》（中科院一区TOP期刊，影响因子12.5）上。

类黄酮是一类重要的植物次级代谢产物，其在植物中的积累与多样性调控不仅对增强植物在复杂环境中的适应性具有关键作用，还可推动高附加值产物在医药、食品和化妆品等领域的应用。然而，天然植物中功能性黄酮类化合物含量普遍较低，限制了其规模化开发利用。

该研究系统梳理了当前该领域的研究进展，针对现有技术瓶颈，深入探讨了运用系统生物学与合成生物学方法改造植物宿主、提升目标黄酮化合物合成效率的潜力。该研究从宿主筛选、人工调控元件设计、计算机辅助蛋白质工程、多酶复合体系构建以及代谢网络再平衡等多个方面，提出了解除代谢限速步骤、增强酶催化效率及维持代谢稳态的策略，为构建高效合成黄酮类化合物的植物底盘系统提供了系统性的解决方案。

该研究得到了新疆重点研发计划、中国农业科学院青年创新专项及国家自然科学基金等项目的资助。中棉所徐雅梦博士为论文第一作者，李付广研究员和杨作仁研究员为共同通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2025.108692

采用合成生物学技术改造植物宿主以实现黄酮类化合物高效合成的示意图