中國網/中國發展門戶網訊 植物能合成微量次生代謝物，進而發揮機體生物防御和信號傳導作用。由于這些植物天然產物對人體有較強的生理活性，已被廣泛應用于醫藥健康等領域。據中國社會科學院醫藥藍皮書《中國藥品市場報告（2012）》稱，中國藥品市場?2012?年總規模為?9?261?億元人民幣；預計到?2020?年，中國藥品市場的規模將達到?2.3?萬億元人民幣。植物天然產物一直作為藥物、保健品及化妝品的重要來源，如嗎啡、青蒿素、麻黃素和紫杉醇等藥效顯著的藥物均屬于植物源藥物；年銷售額超過?400?億美元的激素類藥物，目前主要是以薯蕷皂素、番麻皂素和劍麻皂素等植物皂素為基礎原料生產。另外，植物天然產物在農藥、獸藥及其他與人類生活密切相關的工農業生產領域中也具有廣泛的需求和應用，如黃連中的黃連素等生物堿類抗生素在畜牧養殖中的應用有良好安全性，已經成為理想的飼用抗生素替代品。與此同時，高品質的植物天然產物，如人參皂苷、玫瑰精油、番茄紅素、花青素、新型甜味劑羅漢果苷和甜菊糖等，是人類化妝品、保健品和調味劑的主要原料，市場前景廣闊。

植物提取是目前植物天然產物的主要生產方式。這種傳統生產模式有較多缺點，如天然產物含量低且差異大，植物生長周期長，類似物復雜導致產品純化難，以及對生物資源尤其是野生植物資源造成嚴重破壞等。隨著市場需求的日益增大，野生名貴中藥靈芝、人參、三七的原植物均已瀕危或野外滅絕，目前的資源供給已經難以為繼。在化學合成方面，由于大部分天然產物結構復雜，具有較多的手性中心，合成過程中容易形成無活性甚至有毒的、難以分離的旋光異構體；而且合成過程步驟繁瑣，轉化率低，能耗高，所用有機溶劑易造成污染，難以滿足工業化需求。而植物組織細胞培養法操作較復雜、周期長，且由于生產成本過高，所以也不易實現工業化。相比較而言，利用釀酒酵母釀造啤酒的類似原理，通過發酵生產植物天然產物具有生產周期短、不受時節和原料供應的限制、發酵產物比較單一、易于分離純化等優點，容易實現大規模工業化生產。

基于合成生物學的原理，設計和創建人工合成細胞發酵生產植物天然產物，既能有效控制原料供給，又能保護自然資源及環境，其作為一種綠色高效的新型生產模式已被科學界及工業界認可。近年來，隨著合成生物學的飛速發展，微生物合成植物源天然產物的種類不斷增多，產量也在逐年攀升。本文將從研究路線出發，在萜類、苯丙素類和生物堿等化合物的生產應用案例中介紹人工合成細胞生產植物源天然產物的研究現狀。