威尼斯镰刀菌是一种重要的食用菌，以其良好的营养平衡性和高安全性被视为潜在的可替代动、植物蛋白的食品。然而，生产成本限制了其进一步发展。通过代谢工程提高蛋白转化效率并联产高附加值产品是降低成本的有效途径。甜菜红素作为一种天然红色食用色素在食品中得到了广泛应用，从红甜菜根中提取甜菜红素的传统方法存在成本高、回收率低的问题。真菌蛋白在生产蛋白肉产品时需要添加一定量的色素。因此，如果能够实现甜菜红素和真菌蛋白联产，将可以降低生产成本和工艺复杂性，提高微生物蛋白产品的稳定性。
中国科学院天津工业生物技术研究所李德茂研究员带领的工业生物系统工程研究团队和王钦宏研究员带领的进化与代谢工程研究团队在威尼斯镰刀菌中成功开发了一种基于CRISPR/Cas9的基因多拷贝集成系统，不仅实现了甜菜红素的高效生产，还同时实现了可食用微生物蛋白的优化生产。5L发酵罐中甜菜红素的产率达到了1.91 g/L，真菌蛋白的产率达到了9.53 g/L。这表明，经过工程改造的威尼斯镰刀菌不仅能够高效合成甜菜红素，还能实现可食用蛋白的大规模生产。
该研究工作得到国家自然科学基金以及国家重点研发计划项目资金的支持。相关研究成果已在Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表。天津工业生物所童胜、洪如如、陈吴西为论文的共同第一作者，李德茂研究员和王钦宏研究员为论文的共同通讯作者。
