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4 月 27 日，第四屆工程生物創(chuàng)新大會(huì)、第二屆中國(guó)合成生物學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)、第一屆亞洲合成生物學(xué)創(chuàng)新大會(huì)在深圳光明區(qū)拉開帷幕。本次大會(huì)以“合成生物：未來生物經(jīng)濟(jì)的引擎”為主題。

中國(guó)工程院院士、南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院教授應(yīng)漢杰出席活動(dòng)并發(fā)表了精彩講話。

“生物制造將促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，以及新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)。”

以下為應(yīng)漢杰院士演應(yīng)漢杰院士：生物制造將促進(jìn)國(guó)內(nèi)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí) (qq.com)講內(nèi)容，經(jīng)不改變?cè)獾木庉嬇c整理后發(fā)出。

各位老師、同學(xué)和企業(yè)界的朋友們，大家好！

接下來我將介紹一下生物制造與未來物質(zhì)制造的相關(guān)內(nèi)容。眾所周知，化石資源、無機(jī)金屬/非金屬資源，以及植物、動(dòng)物、微生物等，創(chuàng)造了現(xiàn)代人類的物質(zhì)文明，但是人類在創(chuàng)造了物質(zhì)文明的同時(shí)帶來了“熵增”，很多自然資源，包括硅、金屬、化石能源等被大量開采導(dǎo)致了資源、能源、環(huán)境以及社會(huì)的動(dòng)蕩。基于這個(gè)過程我們展開分析，即從污染源角度分析主要包含兩大層面。

一個(gè)層面是產(chǎn)品的使用。我們使用產(chǎn)品過程中碳的排放均可造成一定程度的面源污染和一次性產(chǎn)品污染問題，比如，畜牧養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的使用等。目前環(huán)境污染主要來自農(nóng)業(yè)、人類活動(dòng)，以及工業(yè)生產(chǎn)等，其中農(nóng)業(yè)活動(dòng)所引起的環(huán)境污染占 60% 左右，比如化肥、農(nóng)藥的過度使用等。

另一個(gè)層面是生產(chǎn)過程中的碳排放問題。現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)與人類活動(dòng)加速威脅著自然界碳循環(huán)平衡，因此人們期待著一種新的生產(chǎn)模式及生活方式的變革。其中植物可以通過光合作用將水和二氧化碳進(jìn)行固碳轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)原料，再通過生物制造合成人類需要的各種各樣的碳基化合物，在這個(gè)過程中生物制造可以發(fā)揮很大的功能。也正是看到了生物制造的未來，所以包括美國(guó)、中國(guó)等一些國(guó)家都制定了《國(guó)家生物技術(shù)和生物制造計(jì)劃》、《生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)政策，積極布局生物制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

為避免生物技術(shù)和產(chǎn)品成為另一大類卡脖子技術(shù)和產(chǎn)品，中國(guó)的技術(shù)研發(fā)途徑和產(chǎn)品需要根據(jù)中國(guó)國(guó)情的現(xiàn)狀及未來發(fā)展開發(fā)中國(guó)特色的新產(chǎn)品，不僅要解決卡脖子問題，更要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的替代升級(jí)，為國(guó)家富強(qiáng)和人民幸福服務(wù)。同時(shí)生物制造能為中國(guó)的重大戰(zhàn)略的實(shí)施帶來很多貢獻(xiàn)，包括鄉(xiāng)村振興、生態(tài)環(huán)保、健康中國(guó)等，從這個(gè)角度可以看出，生物制造也將促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，以及新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)。

眾所周知，美國(guó)是一個(gè)“糧食大國(guó)”，包括玉米、大豆等糧食資源每年大量出口到中國(guó)以及全世界很多國(guó)家和地區(qū)。現(xiàn)在美國(guó)的生物制造原料非常豐富，比如生物乙醇可以達(dá)到年產(chǎn) 5000 多萬噸，而中國(guó) 300 多個(gè)品種加起來才達(dá)到 3000 多萬噸。那么中國(guó)的合成生物學(xué)要做這些生物制造的產(chǎn)品，原料從哪里來？這是必須要考慮的。我們既要看到生物制造的潛力，同時(shí)也要看到我們所面臨的危機(jī)。現(xiàn)階段，中國(guó)每年生產(chǎn)大約 6.5 億噸糧食，同時(shí)還需要再進(jìn)口大概 1.6 億噸，其中飼料用糧是糧食需求最多的部分，如果通過生物制造能夠以非糧的生物質(zhì)來制造蛋白，那么對(duì)于中國(guó)的糧食以及生物制造的體量來說是一個(gè)巨大的貢獻(xiàn)。

國(guó)內(nèi)生物制造原料以非糧生物質(zhì)為資源的利用方式大概分為三類，以秸稈為例，一是原料置換法，將秸稈經(jīng)過生物制造技術(shù)轉(zhuǎn)化為飼料替代蛋白，把這些飼料替代蛋白用在畜牧業(yè)上，從而降低糧食蛋白在飼料蛋白中的比重，為生物制造提供原料；二是直接利用法，這個(gè)方面難度較大，全世界都在開發(fā)這條路線但還沒有完全走通，相比美國(guó)、巴西等，中國(guó)走這條路線可能需要更高技術(shù)壁壘的突破，而這也是國(guó)內(nèi)生物制造企業(yè)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)；三是間接利用法，例如將秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)合成氣，用于生產(chǎn)乙醇等高值化學(xué)品，然而從制造成本角度目前還有很多工作需要完善。

就國(guó)內(nèi)而言，第一，最關(guān)鍵的是糧食安全問題。除了利用秸稈制備飼料替代蛋白外，實(shí)際上生物制造的新物質(zhì)對(duì)糧食的生產(chǎn)過程也可以開展很多工作。傳統(tǒng)的農(nóng)化產(chǎn)品使用造成了大量污染，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)糧食的持續(xù)豐產(chǎn)已經(jīng)非常乏力。如何高效地增加葉綠體的光合作用效率、如何增加固氮等，這給生物制造帶來了新機(jī)遇。比如通過增加葉綠素含量，把水稻畝產(chǎn)量從原來的 559 公斤提高到 604 公斤。從這個(gè)角度來講，生物技術(shù)可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)，從而強(qiáng)化中國(guó)的糧食安全。

第二，提高糧食的利用效率。以飼料為例，需要提高動(dòng)物對(duì)于碳的轉(zhuǎn)化效率、類似于在微生物領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化效率，從傳統(tǒng)的抗生素、生長(zhǎng)激素到未來的腸道微生物、生物信息素等，讓豬長(zhǎng)得更快更健康、提高豬飼料利用率，圈養(yǎng)豬養(yǎng)出散養(yǎng)豬的味道等。

第三，健康中國(guó)。如今，“治未病”是全世界醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展方向之一，需要進(jìn)一步探索怎樣結(jié)合國(guó)內(nèi)養(yǎng)生醫(yī)學(xué)來開展，構(gòu)建吃的出效果的健康養(yǎng)生品。以冬蟲夏草為例，借助合成生物學(xué)技術(shù)，蟲草的功效成分含量可以提升 2000 倍，并通過現(xiàn)代循證醫(yī)學(xué)進(jìn)行驗(yàn)證，吃出了蟲草傳說中的功效。自然界中有太多極具價(jià)值的資源，需要解決如何把大自然中的這些資源用生物的方式來進(jìn)行表達(dá)，通過生物制造的方式為健康中國(guó)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

第四，化學(xué)品的綠色制造。依托生物技術(shù)制造“三苯”、“三烯”等，比如生物乙烯的大規(guī)模生產(chǎn)為今后“三苯”、“三烯”的綠色生物制造提供了很好的樣板。

總的來說，生物技術(shù)可以為綠色制造做出更多的貢獻(xiàn)，尤其是對(duì)人類的物質(zhì)文明建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)一些可持續(xù)化的工作，從而推動(dòng)“農(nóng)業(yè)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)綠色化”的進(jìn)展。

謝謝大家！

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