随着科技的飞速进步，合成生物学这一跨学科领域正逐步展现其重塑传统产业的巨大潜力，特别是在农业这一关乎国计民生的基础产业中。《中国合成生物学产业白皮书2024》揭示了合成生物学在农业应用的现状、挑战及未来发展蓝图，为行业提供了一份详实的分析报告。

《中国合成生物学产业白皮书2024》关键要点：

1.合成生物学在农业上有多种应用，包括减少化肥使用、提高作物产量、改善植物生长和抗虫害能力等。

2.目前存在一些技术和应用方面的问题，如研发短板、基因组研究不够成熟、生物农药审批困难等。

3.国内外都有相关的科研机构和企业致力于合成生物学在农业领域的研究和应用。

4.国际上提出了农业合成生物学的发展战略目标，包括推动人工光合体系、固氮体系及生物抗逆体系三大方面的技术发展应用。

5.中国在技术跨越阶段的首要目标也是推动合成生物学在农业领域的应用和发展。

一、合成生物学农业应用背景与重要性

在中国，人均耕地资源紧张，合成生物学的介入显得尤为重要。据统计，农业活动产生的温室气体排放占全球总量的17%。

在农业领域，合成生物学的研究重点围绕减少肥料使用、减少碳排放、强化病害防控、提高生长效率等话题开展，但行业整体仍处于早期。

二、农业合成生物学的中国发展目标

《白皮书》指出，农业合成生物学的发展规划分为三个阶段：

技术跨越阶段（2020-2025年）

产业跨越阶段（2026-2030年）

整体跨越阶段（2031-2035年）

在技术跨越阶段，中国致力于建立标准化、智能化的生物模块设计平台，开发能够替代25%化学氮肥的高效根际固氮微生物，光合效率提升30%，生物量增加20%，并实现耐盐碱、节水耐旱作物及霉菌毒素生物降解率达到90%的技术。

这表明，中国在农业合成生物学方面正朝向提高作物产量、减少化肥依赖和改善生态环境的方向努力。

三、农业生物制造的核心技术与应用

合成生物学在农业领域的应用主要围绕生物基材料、生物制造技术替代传统化工过程，以及生物能源开发。

国家发改委《“十三五”生物产业发展规划》和《“十四五”生物经济发展规划》中明确指出，要推动生物基材料、生物基化学品的规模化生产，构建生物制造核心技术体系。在2020年现代生物制造产业产值超1万亿元，生物基产品在化学品产量中的比重达25%，能耗和污染排放减少30%。

四、农业合成生物学应用实例

在农业合成生物学的实际应用中，中国正积极开发生物能源。2022年，中国作为世界生物发酵产业大国，主要产品总产值约2860亿元，同比增长10.6%。

这表明，通过微生物发酵技术生产生物能源和生物基化学品，中国已有一定产业基础。

欧洲《工业生物技术2025远景规划》也提出生物能源替代化石能源20%，生物基化学品替代传统化学品10%-20%的目标，进一步验证了全球范围内合成生物学在农业生物制造领域的广阔前景。

五、面临的挑战与机遇

尽管农业合成生物学前景广阔，但挑战也不容忽视。

例如，合成生物学产品开发中，特别是针对高价值产品的商业化过程较长，面临临床验证周期长、成本控制和监管审批严格等挑战。

对于大宗化学品和生物能源这类需求量大、单价低的产品，如何准确预测生物合成的经济可行性，以及实现“超级工厂”的大规模生产，成为关键问题。

中国正在探索酶法工艺生物发酵、细胞工厂等技术，通过定向进化酶、多酶级联催化和无细胞合成等手段，以提高生产效率并降低成本。

文章来源：乐意施生态