随着合成生物学的发展，采用通用底盘细胞异源合成珍稀天然产物、大宗医药化工产品等已引起广泛关注。真菌聚酮天然产物具有极大的药用潜能和商业价值，然而通过原始菌株发酵往往存在周期长、副产物多、工艺复杂、产量低等诸多问题。通过简单、高效的异源宿主来合成聚酮化合物，不仅利于对其生物合成机理的分析，也符合工业化的生产需求。本文以合成途径较为复杂的模式聚酮化合物桔霉素为研究对象，尝试在毕赤酵母中组合表达桔霉素合成基因簇中的功能基因，异源构建桔霉素合成途径，进一步探讨毕赤酵母在真菌聚酮化合物异源合成方面的开发潜能。　　国外文献前期报道中，桔霉素合成基因簇包畲pksCT（编码聚酮合酶）、orf1（编码脱氢酶）、orf2（编码Zn指转录因子）、orf3（编码加氧酶）、orf4（编码氧化还原酶）和orf5（编码膜转运蛋白）。对于异源合成而言，合成系统采用的是异源宿主自身的启动子及转录因子，同时鉴定产物是否合成不需要膜转运蛋白的参与。因此，本课题首先研究了pksCT、orf1、orf3、orf4的组合表达及产物分析。　　首先，正确移除了紫红曲霉pksCT基因（编码聚酮合酶）的内含子，并将其与构巢曲霉npgA基因在毕赤酵母中共表达(npgA编码磷酸泛酰巯基乙胺转移酶，活化PksCT中ACP功能域所必需)，使重组菌株成功合成桔霉素中间体三甲基戊烯酮醛。在此基础上，依据预测的基因功能与催化产物合成的关系，转入氧化还原酶基因orf4，蛋白表达正常，但中间体未发生转化，没有新产物合成。然后，依次转入加氧酶基因orf3、脱氢酶基因orf1，蛋白表达正常，但依旧未检测到桔霉素，且无其他新产物合成。　　由于桔霉素稳定性较弱，对pH敏感，因此本课题随后分析了pH条件可能对产物异源合成的影响。实验结果表明，桔霉素在酸性条件下(pH=2)极易降解;pH也会影响产物萃取效率，在接近中性(pH=6)时萃取的效果很不理想;而控制过程中pH＞4且萃取时pH=4左右则可以有效缓解桔霉素降解。以此条件进行重组菌株的培养、诱导表达、产物萃取及分析，依旧未检测到桔霉素或其他新产物的合成。因此，文献中已报道的桔霉素合成基因簇的完整性和有效性可能存在不足。　　有趣的是，2015年底德国科学家报道了红色红曲霉中桔霉素的合成机制，桔霉素合成基因簇得以进一步完善。因此，本课题以此为参考，在紫红曲霉中通过染色体步移法获得了另外两个参与桔霉素合成的关键基因mpl6和mpl7，共转入携带pksCT、npgA、orf1(mpl4)、orf3(mpl2)、orf4(mpl1)的毕赤酵母菌株。最终，通过甲醇诱导表达，所有桔霉素合成基因受A OX1启动子的启动，成功表达出各功能酶，实现了完整合成途径的构建，合成了目标产物桔霉素。此外，紫红曲霉桔霉素合成基因簇与红色红曲霉有很高的同源性，其催化合成机制也极为相似。