技术问题描述：

针对具有明确功效且自然界来源受限、难以获取的重大萜类化合物（如角鲨烯、圆柚酮、瓦伦西亚烯、柠檬烯、红没药烯及其衍生物），模块化设计、构建、优化以酿酒酵母为出发底盘细胞的萜类化合物的高效通用底盘细胞，实现高值天然萜类化合物及其衍生物生物合成新范式，实现百吨级的工业应用示范。

主要应用场景：食品、化妆品添加剂、虫害趋避剂、生物能源等。

萜类化合物是自然界广泛存在的一大类异戊二烯衍生物（isoprenoids），主要从植物、微生物及海洋生物中分离得到。萜类通式是(C5H8)n（n是异戊二烯的单元数）。根据n的数目，萜类化合物可分为半萜（C5）、单萜（C10）、倍半萜（C15）、二萜（C20）、二倍半萜（C25）、三萜（C30）、四萜（C40）和多萜（n>C40）。目前发现的萜类超过 5 万多种，常见的有单萜薄荷醇（menthol）、倍半萜青蒿素（artemisinin）、二萜紫杉醇（taxol）、三萜人参皂苷（ginsenoside）、四萜类胡萝卜素化合物（carotenoids）等。

萜类有着重要的生物学功能和应用价值，如抗癌、消炎、降糖等功效；很多植物源萜类化合物是芳香性挥发性物质，因此被广泛应用于香料、香水、调味剂及化妆品等行业。圆柚酮（nootkatone）、瓦伦西亚烯（valencene）、紫苏醇（sclareol）及芳樟醇（linalool）等芳香萜类是植物性精油的重要组成成分，也是果实芳香和植物花香等的气味来源，因此是芳香食品和精油类化妆品中常用的香料。此外，很多萜类化合物是植物与昆虫协同进化过程中所产生的次生代谢产物，帮助植物抵御虫害和病原微生物，因此常被用于农药中。如圆柚酮、瓦伦西亚烯、柠檬烯除了作为食品添加剂和香料香氛配方应用外，其都是非常高效的蚊虫杀灭剂和趋避剂，因其可食性而可以作为安全的农作物的病虫害防有效试剂。

角鲨烯的烷化衍生物角鲨烷是清洁护肤品中的优质润肤剂。传统上该成分是用橄榄油制成或者是从深海鲨鱼肝油中提取的，因此价格较高通常仅限于奢侈品或大众市场产品配方中的少量成分。

特别的，红没药烯加氢反应生成的红没药烷是一种有望替代D2柴油的“绿色”的生物燃料，且因其具有分叉的环式化学结构而拥有更低的凝固点和浊点而更具优势。

需要的技术成果及相关指标描述：

针对具有明确功效且自然界来源受限、难以获取的重大萜类化合物（如圆柚酮、瓦伦西亚烯、柠檬烯、角鲨烯、红没药烯及其衍生物），模块化设计、构建、优化以酿酒酵母为出发底盘细胞的多碳源发酵模式的（如葡萄糖、乙醇、甘露醇等）萜类化合物高效生产底盘细胞，系统研究细胞工厂生产过程中关键酶的催化机制及其活性提高，实现高值活性天然萜类化合物及其衍生物生物合成新范式。开展天然产物发酵、提取工艺等技术路线开发研究，实现百吨级的工业应用示范。

考核指标：

1.实现5-7个萜类化合物工业菌株设计和重编程优化；

2.获得2-3个重大产品工业菌株，实现百吨级工业化应用示范；

3.申请相关国家专利3件，发表核心期刊文章3篇。-

拟合作方式：合作开发-

拟投入资金（万元）：1000