大黄素甲醚是一种已经上市的植物源生物农药，可用于植物白粉病、霜霉病、灰霉病和炭疽病等植物病害的防治，该项技术开发单位曾先后荣获2014年国家科学进步二等奖和2015年中国发明专利金奖。目前，大黄素甲醚需要从中药大黄中提取，存在诸多弊端，如植物生长条件苛刻且缓慢、化合物丰度低分离难等，推高其生产成本的同时降低了工艺的经济性，严重限制了大黄素甲醚市场推广。

　　利用基因工程技术定向改造微生物合成、代谢途径积累目标中间体化学品，或者基于合成生物学理念全新设计构建新的细胞工厂高效生产植物源天然产物成为新的研究热门领域。近日，青岛能源所微生物制造工程中心开发了一种全新的大黄素甲醚微生物发酵生产工艺，相关成果已发表于代谢工程领域权威期刊Metabolic Engineering《代谢工程》。

　　土曲霉中有一个地曲霉素生物合成途径，大黄素是其关键中间体化合物。为了实现大黄素甲醚的土曲霉合成，该研究团队首先利用过表达转录调控因子GedR成功实现了地曲霉素生物合成基因簇的激活，产生了一系列大黄素及其下游代谢衍生物；进而通过关键O-甲基转移酶基因gedA的敲除，实现了前体化合物大黄素的高效积累。在此基础上，多种策略并举挖掘大黄素-3-羟基-O-甲基转移酶，并通过体外酶活实验进行验证，最终获得了六个潜在的酶学元件；进一步通过代谢工程改造将候选酶基因导入高产大黄素的土曲霉底盘中，最终构建了大黄素甲醚高产的土曲霉细胞工厂，并进行了百升级发酵放大，产量达到6.3g/L。