本文分析了近代石化经济的发展带来了严重的水污染、温室效应、白色污染等问题，以及世界正面临着资源、环境和能源等危机，发展工业生物技术是世界各国的重大需求。工业生物技术是利用生物酶或细胞为催化剂生产大宗或精细化学品、材料、能源和医药产品等的技术。工业生物技术的研究前沿是将生物技术与化学工程有机的结合起来，采用生物技术解决化学工程问题，采用化工技术强化生物过程。工业生物技术的核心是发现和改造生物催化剂——酶或细胞，而酶的功能决定于三维结构，三维结构决定于基因序列，因此，酶的改造归根结底要进行基因的分子克隆和体外重组操作。本文以微生物法生产丙烯酰胺为实例，从微生物法生产丙烯酰胺存在的主要问题出发，提出了催化剂的基因工程改造策略：通过腈代谢基因簇研究，敲除副产物基因；通过在酶分子中构建盐桥，提升腈水合酶热稳定性；通过全局转录机器工程，改造菌株耐受性。丙烯酰胺生产菌株基因重组的目标是获得高性能复合的基因工程菌株。该多性能集成的重组红球菌具有：生长好、酶活高、抑制副产物生成、对底物和产物耐受性好、热稳定性好等优点，已经和即将在生产上取得重大的经济效益。