自250多年前发轫于英国的工业革命以来，人类社会的进步与发展便与能源的使用息息相关。石油作为一种天然矿物资源的出现，极大地推动了现代文明和社会发展，为丰富人类的生活做出了极大贡献。随着全球经济的不断发展，以石油，煤炭和天然气为主的化石能源的开发和使用问题显得日益突出。为了保障能源供应，保护生态环境，走可持续发展的道路，替代能源和可再生能源获得了各国越来越多的重视。寻求绿色的新能源成为世界各国科学家普遍关注的科学问题和发展趋势。

本报告从替代能源需求背景角度入手，讲述了藻类作为生物能源的优势及其代谢工程方面的研究进展。并对藻类和模式生物的全基因代谢网络的重构工作进展进行论述。同时介绍了本实验室的研究方向和兴趣点。最后简述了全球的热点新兴学科——合成生物学的研究理念及其实验室在该领域所开展的相关工作。