科技导报

作者：陈江楠, 陈国强

单位：1清华大学生命科学学院，北京100084；2清华大学化学工程系，北京100084；3清华大学合成与系统生物学中心，北京100084；4清华北大生命中心，北京100084；5绿色生物制造全国重点实验室，北京100084；

关键词：极端微生物,盐单胞菌,下一代生物制造技术,合成生物学,碳中和,生物制造,聚羟基脂肪酸酯

生物制造技术发展历经了第一代（依赖天然微生物的基础发酵）与第二代（基于基因工程在常规底盘菌中构建特定代谢路径）的阶段。近年来，合成生物学的发展进一步推动了微生物生物制造在多样化产品生产中的应用研究，并引领了下一代技术的探索。相较于常规微生物底盘，极端微生物凭借其在严苛环境中突出的生长能力，展现出显著的抗染菌、可连续过程和低成本的生产潜力，尤其适用于大规模发酵生产各种生物产品（表1）。其中，嗜盐微生物可以同时具有嗜盐、嗜冷、嗜热、嗜酸、嗜碱和嗜旱特性，可以利用多种非粮原料如CO2、乙酸和甲酸等。本文系统综述了基于嗜盐微生物盐单胞菌（Halomonas spp.）开发的核心遗传元件、分子生物学工具及代谢工程策略，并梳理了近年来利用此类微生物成功合成的代表性产品，以及各种非粮碳源。同时，探讨了非传统底盘菌株工程化所面临的关键挑战与发展机遇。基于极端微生物代谢工程与合成生物学改造的下一代生物制造技术，不仅有望显著简化工艺过程，支撑以低成本原料为底物、无需灭菌的开放式连续发酵，更进一步彰显了其成为可持续制造领域核心绿色解决方案的潜力。

来源：2025年第23期

《科技导报》期刊编辑部

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