单萜类化合物作为植物来源的关键天然产物，在慢性支气管炎、冠心病等多种疾病的临床治疗中展现出不可替代的药用价值。其中，1,8-桉叶素作为一种高价值单环单萜芳香化合物，不仅具备广谱抗菌活性，更在抑癌、神经保护以及心血管、胃肠道疾病治疗等方面显示出巨大应用潜力。传统上，1,8-桉叶素主要从桉树、樟科等植物中提取获得，或通过化学合成法制备。然而，原材料供应相对匮乏、转化效率低下等瓶颈问题，严重制约了其工业化规模的经济高效生产，亟需开发新型制备技术。
近日，我校工业微生物教育部工程研究中心祁峰课题组在解脂耶氏酵母生物合成1,8-桉叶素研究中取得重要进展，成功建立了该化合物的高效生物合成体系。该研究的核心创新在于采用基于CEN1变体的系列游离质粒系统，该系统为候选基因的快速高效筛选提供了强有力的技术支撑。相较于外源基因的基因组整合策略，此系统兼具优异的多功能性与稳定性，显著提升了遗传调控策略的优化效率。研究团队基于该系统开展了系列关键技术攻关：首先构建完成1,8-桉叶素完整生物合成途径；随后对关键前体物质甲羟戊酸合成途径进行系统性优化；进一步通过强化胞内甘油利用途径与脂质降解途径，显著提升了前体供给效率，为1,8-桉叶素合成提供了充足原料保障。
为进一步突破合成效率瓶颈，研究团队基于1,8-桉叶素合酶HYP3的结构-功能解析，采用分子对接技术辅助半理性设计策略，对HYP3进行定向改造，大幅提升了其催化活性，显著促进了1,8-桉叶素在解脂耶氏酵母细胞内的高效积累。通过整合上述系列优化策略，构建获得重组菌株YL2CI，在5升生物反应器中实现了755.39毫克/升的1,8-桉叶素产量。该研究构建的解脂耶氏酵母工程菌株与技术平台，不仅为1,8-桉叶素的高效绿色生产提供了全新解决方案，更建立了一套可推广应用于单萜类化合物生物合成的通用技术工具箱，为这类具有重要药用价值的天然产物实现可持续生物合成与规模化生产奠定了坚实技术基础。
相关研究成果以“Episomal plasmid engineering and pathway optimization for efficient 1,8-cineole production in Yarrowia lipolytica”为题，于2025年12月发表于化学工程技术领域国际顶级学术期刊《Green Chemistry》（SCI一区，Top期刊）。
本研究以福建师范大学生命科学学院工业微生物教育部工程中心为第一通讯单位。我校工程中心祁峰教授为本文的通讯作者，何文锦副教授和黄建忠教授为本文的共同作者。2022级硕士研究生李陈曦和2023级硕士研究生杨清华为本文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系建设专项和福建省自然科学基金等项目的资助。
全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2026/gc/d5gc04873g
（生命科学学院）