縮合鞣質（condensedtannins,CTs）是一類多聚黃酮大分子，它們在飼料作物中的幹重達到3～4％時具有特殊功能。飼料植物葉中一定量的縮合鞣質可使進食的反芻動物預防脹氣，同時它們在經食草動物胃瘤消化時也會提高副產品蛋白的含量從而提高草料的營養價值。但是飼料和草料中過高的單寧含量（3～4％幹重）對於進食的反芻動物是有害的，並且對於非反芻動物如豬和雞，飼料中的單寧含量過高或過低都是有害的。另一方麵，縮合鞣質作為一種強的抗氧化劑對於人類的心血管和免疫係統健康也是有益的。因此，對CTs生物合成進行代謝調控也是相當有意義的。
二、萜類物質及其代謝工程
萜類是目前最大的一類植物天然產物，有超過22000種化合物。萜類在植物中作為激素（赤黴素、脫落酸），光合作用色素（葉綠醇、類胡蘿卜素），電轉運（泛醌、質體醌），多糖裝配中間體（聚異戊二烯磷酸鹽）和膜的結構成分（植物甾醇類）。除了這些普遍的生理、代謝、結構功能以外，許多特殊的萜類化合物（通常是C10、C15、C20家族）起著信號傳導和增強抗性的作用。萜類含有精油、樹脂、蠟質等一大類可再生資源，提供了許多有商業價值的產物，包括溶劑、調味品、香料、合成中間體、橡膠和製藥。萜類化合物合成途徑已經得到研究，其生物合成存在細胞質途徑（MVA）和質體途徑（DOXP/MEP）。隨著近年來發現了胡蘿卜素、單萜和二萜等萜類生物合成中的2-C-甲基-D-赤蘚醇-4-磷酸鹽（MEP）途徑，克隆得到了一些相關基因。對MEP途徑進行修飾具有潛在的應用價值。青蒿素、紫杉醇和胡蘿卜素的代謝工程已經研究得較為深入。
(一)青篙素的代謝工程
青蒿素（artemisinin）是我國科技工作者分離並鑒定的一種含有過氧雙橋鍵的新型倍半萜內酯，其結構中無N原子，分子式為C12H22O5，是繼氯喹、乙氨嘧啶、伯喹後最熱門的抗瘧特效藥，尤其對腦型瘧疾和抗氯喹瘧疾具有速效和低毒的特點，已成為世界衛生組織推薦的藥品。同時，青蒿素及其衍生物還具有免疫抑製和細胞免疫促進作用，在治療艾滋病和相關的疾病顯示出潛在的前景。因此，國內外已經掀起了對青蒿素及其衍生物研究的熱潮，對青蒿素的需求量逐年增加。目前，青蒿素藥物生產主要依靠從中藥青蒿即菊科植物黃花蒿（ArterriisicAnnuaL.）的葉和花蕾中分離獲得。產量受資源、環境和季節的限製，且生產成本高、產量低、難以滿足市場需求。青蒿素雖已能人工合成，但成本高、難度大，也未能投入生產。近年人們試圖通過植物組織培養技術來解決青蒿素的生產問題，中國科學院植物所經過幾年的努力，已通過植物細胞工程和基因工程的手段建立青蒿素合成的植物組織高產係，在“九五”期間作為重點攻關項目，與中國科學院化工冶金研究所合作實現生物反應器大規模培養青蒿組織生產青蒿素。但要真正實現其商業化生產的價值，尚需進一步提高培養物中青蒿素的含量，這就需要對植物以及組織培養物中青蒿素的生物合成進行深入的了解，在此基礎上對青蒿素的生物合成進行代謝調控。
青蒿素生物合成研究的首要問題是青蒿素的合成位點。含有腺體的變蟲體作為一種青蒿素及其前體物質如甲羥基戊酸（MVA）和法尼基焦磷酸（FPP）的貯存位點。經生物合成途徑形成於此的青蒿素等萜類化合物可以作為一種植保素來抵抗病蟲害的浸染。對於青蒿素生物合成途徑的中間體的研究可能為闡明生物合成代謝途徑提供重要依據。目前，已探測到與青蒿素生物合成有關的中間體有十幾種左右，其中最為重要的為青蒿酸、青蒿素B、脫氫青蒿素、杜鬆烯等。
青蒿素合成前體和中間體的大量研究為青蒿素合成生物途徑粗略輪廓的闡明提供了豐富的素材，並且由於放射性核素標記示蹤技術、質譜和磁共振等技術的發展為探索其代謝途徑提供了更為有利的手段。青蒿素的生物合成途徑經由三大步：由乙酸形成法尼基焦磷酸（PPP）、由FPP合成倍半萜、由倍半萜內酯化形成青蒿素。Akhila等通過放射性核素示蹤標記。推測由FPP至青蒿素的合成途徑，經FPP、大根香葉烷骨架、青蒿酸、二氫青蒿酸，最終獲得青蒿素。
(二)紫杉醇的代謝工程
紫杉醇是一種獲美國FDA（1992年）認證的優良抗腫瘤藥物，早年主要用於治療晚期卵巢癌和乳腺癌。後來發現紫杉醇及由紫杉烷半合成的紫杉特爾（泰索帝，taxotere）對非小細胞肺癌、食管癌及其他癌症亦有較好的療效。由於紫杉醇結構複雜，化學全合成步驟多，產量低，而且成本很高，難以實現批量生產。目前，臨床上使用的紫杉醇，主要是從紅豆杉屬植物的樹皮、枝葉等組織中分離提取獲得，但是由於生長十分緩慢，紫杉醇的含量非常少，大量的砍伐、毀壞，必然導致紅豆杉資源趨於滅絕，人們紛紛把眼光轉向生物技術方法，如組織器官培養、細胞大規模培養、微生物發酵等。闡明紫杉醇生物合成途徑及其調控機製，實現次生代謝工程，是應用生物技術方法大量生產紫杉醇的重要措施。為此，各國科學家付出艱辛努力尋找新的藥源和替代物，其中對紫杉醇生源途徑的研究處於核心地位。美國華盛頓州立大學生物化學教授Croteau領導的研究組和華盛頓大學化學教授Floss領導的研究組在這方麵做出了卓有成效的工作，基本闡明了紫杉醇生物合成框架。
三、生物堿及其代謝工程
生物堿是生物體內的堿性含氮有機化合物。大多數存在於植物體中。目前有大約100000種生物堿的化學結構是已知的，由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而來，是次級代謝物之一。一些作為植保素或植物內生的抗蟲化合物，有些則長期作為刺激性物質，麻醉鎮靜劑或毒藥使用。基於核心的含氮骨架，生物堿被劃分為不同的幾類，包括：吲哚、喹啉、莨菪烷、喹嗪烷生物堿。其中吲哚生物堿和莨菪烷生物堿的代謝途徑研究得較為清楚，基因克隆、遺傳轉化、目標產物的含量測定等工作相對完整。