合成生物学这一术语早在1911年的知名杂志《柳叶刀》中公布，自2006年以后，进入蓬勃发展时期。它通过对现有的生物体进行改造，给人们带来了很多直接的效益，也帮助人类解决了很多重大的问题，因此为人类面临的能源、健康及环境等方面问题的解决带来了曙光。本论文的选题目的在于利用合成生物学的关键技术，以美登素作为目标产物，通过基因敲除和替换的方法来构建工程菌，利用微生物发酵的方法来制备美登素的前体化合物，争取实现由安丝菌素向美登素的转化，为美登素的大规模生产提供基础，同时也为合成生物学在天然产物药物的研究方面奠定了基础。主要成果如下：1、对安丝菌素生物合成途径中的基因进行扩增，并对扩增的结果进行测序验证，最终寻找与美登素的合成机制的关联。测序结果显示，在云南美登木基因组中含有安丝菌素生物合成途径的关键基因。2、通过高通量测序技术对云南美登木进行转录组测序，共获得14.26Gb CleanData，共拼接得到58,574条Unigene。有注释信息的Unigene为29,977个。3、安丝菌生物合成基因簇含有两个，基因簇Ⅰ全长83kb，基因簇Ⅱ全长12kb，两个基因簇相隔30kb，GC含量达到70%；本研究构建了用于敲除的asm19和asm25的阻断表达载体，它可以通过结合转移导入到束丝放线菌中，在放线菌内发生同源重组，进一步构建asm19和asm25的缺失突变株。4、寻找到三个3-O-酰基转移酶asm19的同源基因：AcyA、MdmB和Rif20。构建了asm19同源基因的表达载体，下一步对asm19进行同源替换，检测发酵产物及活性，这样我们可以获得具有不同取代基团的美登素前体，为进一步实现大规模合成或发酵制备美登素奠定了基础。5、建立了放线菌发酵液的检测方法，主要有：高效液相色谱检测法、薄层色谱法和质谱检测法。最终使AP-3的产量达到70mg/L。6、对安丝菌素合成基因簇中的调控基因和未知基因进行实时荧光定量PCR验证，最终发现asm2和asm36的表达水平与安丝菌素的产量成正相关性，表明其可能在安丝菌素合成过程中起到正调控作用。7、我们采用紫外诱变筛选法来筛选安丝菌素的高产菌株，最终使突变菌株产量提高一倍。8、提取美登木叶片的总蛋白，与AP-3以一定的比例相互作用，然后对反应后的样品进行薄层层析和高效液相色谱，最终得出AP-3和美登木蛋白之间发生了某种相互作用。