自2021年以来，合成生物学在农业领域逐步走向系统整合，研究重点由单一技术突破转向平台建设与产业化转化。各个国家相继在农业合成生物学领域进行战略部署，例如美国的“昆虫盟友”计划，瑞士国家科学基金会成立规模最大的公共研究计划Systems X.ch，新加坡国立研究基金会发布《国家合成生物学研究》计划［30］等。与此同时，全球赛事iGEM农业赛道的设立，为全球科研人员提供了开放的创新平台。合成生物学作为典型的多学科交叉领域，目前，人工智能与合成生物学的结合成为重要趋势。通过数字化预测植物-微生物互作网络，进一步优化农业系统的智能化管理。人工智能在农业中的应用已涵盖农业设备自动化，数字化检测害虫以及农业机器人的开发等方面，显著提高了生产效率。同时，基于CRISPR-Cas9技术培育的富含γ-氨基丁酸的番茄也进入了市场［31］。未来随着技术的不断进步和政策的支持（表1），合成生物学有望进一步推动农业生产体系向智能化与生态化的转型。

维生素是维持人体正常生理功能必需的有机化合物，几乎所有维生素（A-E）均可通过植物生物强化策略在作物中实现。维生素A在增强视力和免疫力等方面具有重要作用，已经通过代谢途径强化和育种策略在木薯［194］和甘薯［195］实现含量的提高。维生素B的缺乏与心血管疾病、糖尿病、神经系统疾病有关。同时过表达拟南芥的PDX1.1和PDX2，使木薯中维生素B₆和浓度增加了4倍［196］，过表达GTPCHI、ADCS、HPPK/DHPS 和FPGS使马铃薯块茎中维生素B₉含量增加12倍［197］。维生素C（抗坏血酸）是植物细胞中最丰富的水溶性抗氧化剂，其生物强化主要是半乳糖途径中的合成基因，尤其是途经限速酶GGP（GDP 半乳糖磷酸化酶）和GME（GDP甘露糖差向异构酶）［198］。在马铃薯［34］、烟草［199］和水稻［200］中过表达GGP和在拟南芥［201］、番茄［202］和水稻［203］中过表达GME均使维生素C显著增加。维生素D₃是维持肌肉骨骼和免疫系统健康的营养物质，皮肤细胞中7-脱氢胆固醇（7-DHC）转变为维生素D₃依赖于阳光中的紫外线。最近研究，通过简单敲除Sl7-DR2实现维生素D₃的前体物质7-DHC的积累，Sl7-DR2基因负责将7-DHC转化为胆固醇，将基因编辑的番茄暴露在紫外线下，叶片和果实产生维生素D₃达到约200 μg/g DW和0.3 μg/g DW［204］。维生素E是一种脂溶性维生素，在马铃薯中过表达拟南芥的At-HPT和At-γ-TMT基因，使转基因马铃薯的维生素E含量显著增加［205］。作物中维生素的强化，可以有效应对全球人口增加的问题。

微量元素缺乏是全球性的营养问题，尤其是铁和锌的不足，对人体健康影响显著。为此，研究者通过调控植物体内矿物质的吸收、转运和储存相关代谢途径，实现了在可食用部分中提高铁和锌含量的作物生物强化。已有多项研究致力于提高作物中的微量元素含量。例如，水稻胚乳中协同表达拟南芥IRT1和NAS1基因与小麦的FER 基因使水稻胚乳中锌和铁的含量高达33.17 μg/g DW和10.46 μg/g DW［206］。木薯中表达拟南芥铁转运蛋白基因IRT1和铁蛋白FER1使转基因木薯铁含量提高了7-8倍，锌含量提高了3-10倍［207］。小麦中过表达两个关键基因，胚乳特异性表达的铁转运蛋白基因VIT2-D和水稻烟碱胺合成酶基因NAS2，显著增加了小麦中锌的总含量，并且磨白面粉中的铁含量也得以增加［208］。通过生物强化提高作物中的微量元素浓度，可以有效的解决营养不良的问题。