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红霉素是一种重要的广谱型14元环大环内酯类抗生素，普遍用于许多革兰氏阳性菌引起疾病的治疗。红色糖多孢菌是合成红霉素的主要工业生产菌株，深入全面理解其代谢调控机理将有利于高产菌株构建、高效培养基设计及生产工艺优化。尽管已有大量文献开展了红色糖多孢菌构建、红霉素生产工艺优化及代谢调控机理探讨等研究，但由于缺乏高质量全基因组规模代谢网络模型(GEMs)的支持，所获得的知识仅限于局部实验条件下有效，难于推广应用。目前最新版本的红色糖多孢菌GEMs存在着难于运行、结构不完整、模型覆盖度低、没有经湿实验表型数据验证等问题。为了能在系统全局水平上加深对红色糖多孢菌代谢机制的了解，本文在已有GEMs的基础上，重构了红色糖多孢菌GEMs模型，并对新构建的模型开展了实验验证和应用研究。 首先，从各个数据库(KEGG、NCBI、Enzyme、UniprotKB)中挖掘出最新的红色糖多孢菌全基因组注释信息，将原版本中缺少的注释基因加入到新模型中，并对初步构建的模型进行人工精炼。所构建的红色糖多孢菌GEMs模型iZZ1342包含1342个注释基因，1551个代谢反应，1614个代谢物，1441个GPRs注释。新构建的GEMs模型iZZ1342与原模型相比，总的有效反应和代谢物的规模都有明显增加。 然后，从转录组学、敏感性、可利用碳氮源、宏观代谢参数和13C代谢流等五个方面对iZZ1342模型的性能进行了验证。转录组学分析发现，iZZ1342中绝大多数基因(86.3％)有对应的反应存在，其中包括85.4％的单基因反应和89.2％的多基因反应。敏感性分析表明，菌体组成变化对μ和qO2的影响很小。在可利用碳氮源实验中，iZZ1342模型能预测到红色糖多孢菌可以在17种碳源和25种氮源上生长，预测准确率分别为95％和91％。恒化培养实验中，当qs从0.5变化到1.5mmol/g DCW/h时，μ、qO2和qCO2的实测值与iZZ1342模型预测值具有相同变化趋势。13C示踪标记实验获得的代谢流分布数据显示在同样生长条件下，13C代谢流数据和iZZ1342模型的预测值之间的相关系数达到0.97。这些结果表明iZZ1342模型具有良好的准确度和预测能力。 第三，探索了利用iZZ1342模型去寻找关键基因靶点的可行性。通过计算机辅助模拟，发现红色糖多孢菌存在89个半必需基因。为验证目标基因敲除对产物合成的影响，选取了某些代谢靶点进行敲除（实验室已经完成）或利用已经发表的文献数据进行印证。这些靶点包括:SACE_5639，SACE_0728，SACE_0731和SACE_6669。其中，SACE5639、SACE_0731和SACE_6669等三个代谢靶点的计算结果与文献报道的实验结果一致，表明iZZ1342模型可用于关键基因靶点的预测，准确率较高。 上述结果表明，本文所构建的iZZ1342模型具有较好的预测性能，为红色糖多孢菌系统生物学研究奠定了良好基础。