核心问题：在酵母中高效合成异戊二烯类化合物，解决工业应用中的产率、滴度和速率不足问题，特别是前体供给和代谢通量分配。
关键发现：表达沙门氏菌乙酰辅酶A合酶L641P使amorphadiene滴度增加1.2倍 等 6 条
核心问题：如何重新设计萜类吲哚生物碱（TIA）生物合成途径的中心酶——异胡豆苷合酶（STR）的底物特异性，使其能够选择性接受带有化学标签的secologanin类似物，从而为代谢工程生产非天然生物碱提供基础。
关键发现：竞争实验中，野生型STR生成strictosidine与类似物9的比例为5.4:1，而D177A突变体为0.66:1，表明突变体优先利用戊炔基类似物4。D177A对类似物4的Km为169.4±30.0 μM，比野生型(312.6±15.7 μM)约低2倍 等 2 条
核心问题：如何通过代谢工程改造微生物，将可再生生物质或二氧化碳直接转化为具有优良燃料性能的长链醇、萜烯烃和柴油链烷烃，同时解决生物质解聚、产物毒性和太阳能利用效率等问题
关键发现：该综述总结了多种工程菌生产生物燃料的进展。具体数据包括：Caldicellulosiruptor bescii DSM 6725T 可在最高90°C下降解未经处理的杨树和柳枝稷等植物生物质 等 5 条
核心问题：利用可再生的纤维素生物质生产先进生物燃料以替代石油基燃料，解决第一代生物燃料（如乙醇）在能量密度、吸水性、与食物竞争等方面的局限。
关键发现：异丙醇最高产量143 g/L（理论产率67%，240 h） 等 9 条
核心问题：功能异戊二烯（单萜、倍半萜、二萜、三萜及类胡萝卜素）在微生物和植物宿主中高效生产，以及相关生物合成基因与酶的鉴定。
关键发现：工程大肠杆菌生产柠檬烯约5 mg/L；转基因穗薰衣草叶片柠檬烯含量提高超过450%；过表达HMG-CoA还原酶催化域使芳樟醇产量翻倍；大肠杆菌生产amorphadiene达27.4 g/L；重组酵母生产青蒿酸250 mg/L；大肠杆菌通过P450 BM3变体生产amorphadiene环氧化物... 等 4 条
核心问题：如何通过代谢工程和合成生物学手段提高真核微藻光合成生物燃料（如氢气、脂质、淀粉）的产量，并克服藻类遗传操作效率低、氢酶氧敏感等瓶颈。
关键发现：['stm6突变体因环式电子传递受阻、呼吸增强和淀粉积累，H2产量显著高于亲本 等 2 条
核心问题：重新评估大肠杆菌作为生物燃料生产细胞工厂的能力，总结其生产醇类、脂肪酸类和萜类生物燃料的代谢途径，并评估调控合成途径和快速组装新菌株的使能技术。
关键发现：通过代谢工程，大肠杆菌可实现异丙醇143 g/L、异丁醇50.9 g/L、1-丁醇30 g/L、脂肪醇1.95 g/L、脂肪烷烃0.58 g/L、脂肪酸酯1.1 g/L、异戊烯醇2.2-2.23 g/L、法尼醇0.53 g/L（摇瓶526.1 mg/L）、红没药烯1.1 g/L、异戊二烯超60... 等 3 条
核心问题：植物生物碱的生物合成、调控和转运机制知之甚少，限制了通过代谢工程提高这些药用化合物产量及创造新结构类似物的能力。
关键发现：文森碱和长春新碱在干叶中的含量分别约为0.01%和0.003% 等 9 条
核心问题：利用微生物生物合成途径生产与现有发动机兼容的'drop-in'生物燃料（汽油、柴油和喷气燃料），以替代石油基燃料并减少温室气体排放；同时解决目前生物燃料产量低、酶动力学慢、底物毒性等问题。
关键发现：脂肪酸途径：通过AAR/ADO生产C13-C17烷烃达300 mg/L；通过硫酯酶和ACR1/ADO生产短链烷烃达580 mg/L；通过CAR和硫酯酶生产丙烷达32 mg/L；优化AHR和电子传递后在fed-batch中烷烃产量达1.26 g/L（最高报道）。异戊二烯途径：bisabolene... 等 3 条
核心问题：植物天然产物结构复杂、化学合成困难，且天然含量低，需要利用代谢工程提高药用植物和粮食作物中目标化合物的产量或引入新生物合成途径，以降低成本或改善营养。
关键发现：['上调Taxus × media毛状根中紫杉二烯合酶（TASY）使紫杉醇产量提高265%', '在T. chinensis悬浮细胞中过表达10-脱乙酰巴卡亭III-10β-O-乙酰转移酶使紫杉醇产量提高1.7倍', '过表达9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶使ABA积累增加48%，紫杉醇积累提高... 等 3 条
核心问题：萜类化合物在天然宿主（主要是植物和微生物）中产量低且经济不可行，需要开发基于异源微生物的发酵生产工艺来实现商业化生产。
关键发现：amorphadiene产量达40 g/L 等 8 条
核心问题：如何系统设计与改造谷氨酸棒状杆菌，使其高效生产氨基酸衍生物、大宗化学品和天然产物等多样目标化合物。
关键发现：谷氨酸棒状杆菌经工程改造可实现多种化合物的高效生产：5-羟基戊酸52 g/L，戊二酸105 g/L，透明质酸28.7 g/L（分子量0.21-0.97 MDa），γ-氨基丁酸23 g/L，N-乙酰氨基葡萄糖在S9114中达6.9 g/L（ATCC 13032仅0.5 g/L），异戊烯醇在BRC...
核心问题：产油酵母的独特代谢机制和遗传工具开发相对滞后，限制了其作为可持续生物制造底盘的高效利用
关键发现：产油酵母脂质可积累至细胞干重的85% 等 10 条
核心问题：解决发展中国家维生素A缺乏问题，通过作物生物强化提高植物源食品中维生素A原类胡萝卜素（主要是β-胡萝卜素）含量及其生物利用度。
关键发现：自1999年以来超过90篇类胡萝卜素代谢工程论文 等 5 条
核心问题：如何将兼性化能自养菌 Cupriavidus necator H16 优化为好氧 C1（CO2、甲酸、甲醇、CO 等）生物转化平台宿主，以实现高效的碳固定与产物合成。
关键发现：['C. necator H16 在有机酸、CO2/H2 和甲酸上的最大比生长速率分别为 等 10 条
核心问题：许多天然来源的药物及药物前体难以化学合成或从自然资源中大量提取，需要开发高效的微生物生产策略。
关键发现：通过基因组规模敲除模拟预测三个基因敲除靶点，使L-缬氨酸产量提高到148.7%。 等 5 条
核心问题：解析产C30类胡萝卜素的模式菌株Planococcus faecalis AJ003T的完整基因组序列，并阐明其C30类胡萝卜素生物合成途径与基因功能。
关键发现：基因组大小为3,495,892 bp，G+C含量40.9%，含3511个CDS、27个rRNA和72个tRNA 等 3 条
核心问题：在海洋硅藻 Phaeodactylum tricornutum 中异源生产 β-蒎烯，探讨叶绿体 MEP 途径与胞质 MVA 途径哪个更能为单萜合成提供前体，并比较附加体表达与随机染色体整合对产量的影响。
关键发现：['叶绿体定位的附加体表达（EE_CTP_AgPinS）最高 β-蒎烯产量为 等 5 条
核心问题：植物来源的萜类化合物结构复杂、天然宿主产量低且生长缓慢，难以实现经济高效的生产；需通过异源生物合成在微生物宿主中重构途径并优化产量。
关键发现：综述指出，通过组合代谢工程和合成生物学，已实现番茄红素、青蒿素（青蒿二烯/青蒿酸）和紫杉醇前体（紫杉二烯）的微生物异源生产 等 4 条
核心问题：植物天然产物及其非天然类似物在提取和化学合成中面临产量低、步骤多、异构体混杂等问题，需要开发高效的生物合成与多样化策略。
关键发现：通过CiED预测的基因敲除/过表达使柚皮素产量提高>600%，圣草酚提高>400% 等 14 条