據《2024 中國合成生物產業白皮書》，在上游技術方面，國內仍有多項技術亟待追趕。合成生物學技術發展可視為 4 個階段循環、推動技術螺旋式進步。設計（Design）是合成生物學 DBTL 策略的基礎，即在前期已有知識的基礎上遵循一定的規則，利用現有的標準化生物元件對基因、代謝通路或基因組進行理性設計。構建（Build）過程包括 DNA 合成、大片段組裝以及基因編輯。測試（Test）是以高效、準確和經濟的檢測方法從實驗室中存在大量的突變體或候選目標中選擇最佳生物元件及組合，以及對合成生物學 DBTL 整個閉環的試錯性檢測，高效驗證 DBTL 過程并快速積累數據和經驗。學習（Learn）涉及數據收集整合、數據分析、結果可視化和建模分析等，為下一個循環改進設計提供指導。當前組學數據大量積累以及過程檢測數據劇增，專用的公共數據庫為數據的收集整理提供了極大的便利。