合成生物学是21世纪新兴的学科，通过有目的地改造现有生物体，能够最大限度、最有效地获取目标产物，在改进生物燃料、生物基化学品和抗生素的生产技术等领域有很大的应用前景。目前合成生物学已经取得了较大的进展，我国在合成生物学领域刚刚起步，对于大片段DNA及基因组合成等核心技术还没有完全掌握，在合成成本和速度方面，目前的合成技术还远不能满足合成生物学的需求。本论文旨在建立合成生物学关键技术体系，以达托霉素作为目标产物，通过对上百kb大片段DNA的合成和拼接以及对大片段DNA的移植和进行相关的遗传操作，完成达托霉素生物合成基因簇的从头合成和异源表达。主要研究成果包括：1、通过分析达托霉素生物合成基因簇序列，总长128kb，GC含量71%；将其分成128条带有重叠序列的1080bp长的DNA片段，由公司合成20条；此外利用我们建立的高GC含量DNA的PCR扩增方法实现了其余108条DNA的成功扩增。2、掌握了体外重组系统Gibson等温一步拼接法和酵母体内同源重组拼接的方法，并通过比较，最终确定了酵母体内同源重组方法为达托霉素基因簇拼接的最佳方法，并且建立了拼接产物的PCR鉴定方法。3、采用分级拼接策略，通过2步酵母体内同源重组，最终将128kb的达托霉素完整基因簇组装到BAC-YAC载体上，并在大肠杆菌中实现扩增。4、构建了大肠杆菌-链霉菌的穿梭型表达BAC载体pBTIBAC11，将拼接后的128kb的达托霉素基因簇克隆到pBTIBAC11上，通过接合转移至变铅青链霉菌TK24中，HPLC分析检测到了达托霉素的异源表达。对达托霉素的活性进行验证，表明达托霉素具有抑制革兰氏阳性菌的生物活性。5、探讨了达托霉素治疗炭疽的可行性及作用机制。研究表明达托霉素体外具有快速杀死炭疽杆菌的活性，通过降低细胞膜电位，释放钾离子从而导致细胞的死亡，但是并不会裂解炭疽杆菌，为筛选治疗炭疽的候选药物提供了理论基础。