近日，中国农业科学院西部农业研究中心杨作仁研究员团队在植物黄酮生物合成领域取得重要综述成果—其系统梳理该领域研究现状与局限，创新性提出“系统生物学+合成生物学”协同改造植物宿主的策略，为实现黄酮类化合物高效积累开辟新路径，更为植物类黄酮生物合成底盘的设计与构建提供关键理论支撑。研究成果以“Engineering plant hosts for high-efficiency accumulation of flavonoids: Advances, challenges and perspectives”为题，发表于国际著名学术期刊《生物技术进步Biotechnology Advances》（中科院一区TOP期刊，影响因子12.5）。

作为植物中至关重要的次级代谢产物，黄酮的价值贯穿生态与产业两大维度：在植物自身层面，黄酮的积累与多样性调控是其应对复杂环境的核心适应性机制；在产业应用层面，黄酮因抗氧化、抗炎等生物活性，成为医药、食品、化妆品等领域高附加值产品的核心原料。然而，天然植物中功能性黄酮含量普遍偏低这一关键瓶颈，长期制约了其规模化开发与产业化应用，亟待突破性技术方案解决。

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结合”为核心的技术路径改造植物宿主、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。

西部农业研究中心杨作仁研究员和李付广研究员为共同通讯作者，徐雅梦博士为论文第一作者。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。

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

采用“自上而下”和“自下而上”策略进行黄酮类化合物高效合成酶的设计、优化和选择