空气造蛋白、土壤挖“暗物质”竟成真？七大合成生物技术公开！

“土壤暗物质蕴含丰富基因资源。”

“抗生素滥用已成为水产养殖行业的突出问题。”

“空气蛋白技术在国外发展迅猛。”

近日，根据北京市农业农村局信息，以“合成生物赋能微生物种业创新发展”为主题的第三十二届中国北京种业大会——微生物种业及产业发展论坛在通州主会场举办。

本次论坛由北京市农业农村局指导，通州区人民政府主办，中国农业科学院生物技术研究所承办，农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、农业农村部农业微生物组学重点实验室、中国农业生物技术学会协办。

值得关注的是，本次论坛中亮相的七大合成生物技术，有望为行业带来变革。

一、抗生素滥用问题

“抗生素滥用已成为水产养殖行业的突出问题。”中国农业科学院生物技术研究所副所长周志刚提出，肠道菌群无抗调控途径是水产养殖减抗的突破口。

通过五年研究，该团队成功推进了鱼类肠道菌群结构及功能解析，阐明了鲸杆菌调控鱼类营养代谢和抗病免疫的机制，解析了共性益生元件的效应机制，未来还将针对水产养殖抗逆、抗病与促生长的瓶颈开展相关工作，助力水产健康养殖。

二、优化根瘤菌剂

当前，中国大豆根瘤菌接种比例不足10%，美洲国家大豆根瘤菌接种比例可达80%。严峻形势下，土壤存活、共生匹配、固氮效率成为根瘤菌剂迭代研发的共性问题。

中国农业大学教授田长富介绍，团队近些年挖掘出MucR蛋白，能介导共生与抗逆功能在根瘤菌底盘的适配，通过人工设计藿烷合成线路，提升耐盐碱和高温能力。

三、气体合成蛋白

以蛋白等关键原料供给为核心，利用生物质、合成气甚至CO2为原料，通过生物合成高效获得微生物蛋白，成为解决蛋白供给问题的新路线和方案。

“‘空气蛋白’技术在国外发展迅猛。”中科院天津工业生物技术研究所研究员朱之光表示，以CO2为原料合成单细胞蛋白是一种蛋白制造的颠覆性路线，可大幅减轻环境资源的压力，具有高物质和能量转化效率。“当前，发达国家竞相布局，国际竞争日益加剧，我们要在菌体生长代谢、气体发酵技术、蛋白安全性和接受度方面加快研发、加大投入。”朱之光说。

四、土壤暗物质

土壤暗物质，蕴含丰富基因资源。浙江大学教授马斌表示，通过建立土壤基因组目录，来揭示土壤暗物质的物种和基因资源多样性，对于我们充分利用土壤微生物基因资源开发新型抗生素和新型药物、助力基因编辑工具和噬菌体疗法开发具有重要意义。

五、优化白酒产量和品质

中国是世界上最大的酒饮料生产和消费国，酒类品种最全、产业规模最大。但传统酿造白酒工艺过程众多层面机理尚未明晰，生产周期长、效率低，自然接种、群体微生物体系复杂，机制不清、品质不稳、风味批次差异大......严重影响传统酿造白酒的工业化进程。

“脂肪酸酯等关键风味酯类的合成机制解析对于推进白酒工业化有重要意义。”北京工商大学教授李秀婷介绍，具有水相体系催化酯合成能力的新型酯酶Bur01，对于科学阐释白酒酿造体系风味酯类合成机制，深度挖掘酯合成高效催化元件，揭示白酒风味酯合成的奥秘以及提升科学界对于白酒酿造水相体系合成脂肪酸酯的普遍认知具有重要意义。

六、AI+合成生物，赋能新农药

如果能将遗传信息转化为功能知识，则可快速发现核心菌种和关键代谢产物。华中农业大学教授彭东海建议，未来，要利用“资源库+AI精准挖掘技术”，构建我国优质农业微生物菌种供给体系，“团队正在开发的新产品，希望每年至少启动一个新农药产品登记。”彭东海说。

七、褐藻寡糖制备的突破

当前，褐藻寡糖酶解制备关键技术已达到国际领先技术水平，在大健康、农业、医药、化妆品等领域均有较大应用前景。

北京雷力海洋生物新产业股份有限公司董事长汤洁表示，雷力集团愿与行业专家合作开发褐藻酸寡糖、岩藻寡糖和褐藻双寡糖在生物医药、新食品原料和生物农业应用领域。

据了解，农业微生物是我国现代种业体系的重要组成部分，支撑着生物肥料、生物农药以及未来食品等产业的发展。

北京市农业农村局总经济师涂宏汉指出，当前全球种业竞争已进入以基因编辑、合成生物学等前沿技术为核心的新阶段，微生物种业是主要的攻坚方向。

据介绍，北京市将从几个方面发力微生物种业：

一是积极搭建创新链，依托各大高校、科研机构资源禀赋，加快推动北京微生物国际创新研究院建设；

二是优化产业链，发挥北京生物种业创新中心平台功能，加速成果转化与产业应用；

三是走好安全线，完善微生物种质资源保护，为产业可持续发展筑牢安全屏障。

中国农业科学院发展建设局副局长于辉表示，合成生物技术是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，是大国博弈、科技竞争的焦点。

面向“十五五”，中国农科院将从强化基础研究、攻关关键技术、加快成果转化等三个方面着手，让合成生物技术更好地服务于农业绿色发展、首都科技创新建设。