本研究分别在解淀粉芽孢杆菌和大肠杆菌中设计了前体5－氨基乙酰丙酸（5-ALA）合成模块和5-ALA合成血红素模块，以构建血红素合成共培养系统，从而实现血红素的积累。首先，重建解淀粉芽孢杆菌gausliranka的合成代谢流方向，提高谷氨酸流向血红素前体5-ALA的效率，并在大肠杆菌中表达5-ALA合成血红素的七条通路基因。这两株工程菌通过共培养和发酵实现了血红素的积累。此外，通过优化关键途径基因、抑制竞争途径、载体工程和发酵工艺优化，进一步提高了共培养体系合成血红素的能力，获得了65.38mg/l的血红素积累量。这是首次利用共培养系统从葡萄糖中生产血红素的研究。该方法为其他天然产物的生物合成提供了新的思路。