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 全“讲、比”组办发〔2014〕11号
   为深入贯彻党的十八大、十八届三中全会精神和习近平总书记系列重要讲话精神,服务实施创新驱动发展战略,进一步推动“讲理想、比贡献,奋力实现中国梦”活动(以下简称“讲、比”活动)深入开展,营造群众性技术创新活动的良好氛围,全国“讲、比”活动领导小组(国家发展改革委、科技部、国务院国资委和中国科协)决定对2013-2014年度在企业开展“讲、比”活动中有突出贡献、有示范作用、辐射性强的先进集体、创新团队、创新标兵和优秀组织者进行评选表彰。根据《全国“讲、比”活动表彰... >> 详细

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 征稿通知
关于2013-2014年度全国“讲理想、比贡献,奋力实现中国梦”活动先进集体、创新团队、创新标兵和优秀组织者入选名单公示的通知

 全“讲、比”组办发〔2014〕11号

   为深入贯彻党的十八大、十八届三中全会精神和习近平总书记系列重要讲话精神,服务实施创新驱动发展战略,进一步推动“讲理想、比贡献,奋力实现中国梦”活... >> 详细

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特别报道

2012/8/1
利用高新生物技术促进生物能源开发

文/北京大学 林忠平

考察一种耐旱的沙

  人类与自然的和谐发展离不开绿色植物。绿色植物通过光合作用将太阳能转化为人类所需的食物和各种原材料,包括能源材料。
  由于人类社会的发展,对于能源资源的需求日益迫切,古代植物积累的能源趋于枯竭。同时,人类大量侵占和破坏原有的绿色空间,导致生物资源短缺。为了获得可再生能源,人们还期望种植高产糖分、淀粉、脂肪酸的能源植物。在耕地十分有限的情况下,只好开发贫瘠的土地,使植物在恶劣的环境下生长,并制造便于转化成能源的产品。这就需要提高能源植物的抗逆性。
  在农业史上,人类培育农作物往往因地制宜,而忽视了植物抗逆性的增强,许多高产作物往往抗逆性较差。诚然,要增强植物的抗低温、抗干旱、抗盐碱等能力,还要关注某些特殊基因功能的发挥。如今,植物抗逆性基因研究已经引起广泛重视。本人在研究中发现,从野生物种中获得的基因,包括WRKY家族的基因,对于提高植物对不良环境的适应性有很大作用。
  从转化光能和积累生物量总体来说,人们愿意选择光能转化效率高的植物。
  例如,巴西广泛种植甘蔗。人们把蔗糖转化成酒精,在替代石油方面发挥了很大作用。美国对swich grass等高光效的能源植物有很多研究。在我国,大家十分关注甜高粱和芒草一类的植物。这些都属于光能转化率高的碳四植物。虽然人们对于提高植物能量转化率方面做了有益尝试,但是对目前植物中的主要成分纤维素如何进行降解和利用依然存在问题。
  我们看到吃野草的耕牛在田间辛苦劳作,啃食木头的白蚁却能旺盛繁殖,这些生物转化纤维素的过程很值得我们探讨。人类应该深入研究反刍动物牛胃里和白蚁肠道中的微生物作用,研究其中纤维素酶的活力,探讨它们在常温、常压下高效工作的原理,从中或许能得到有益启示。
  沼气池里的微生物能够将纤维素转化成可燃的气体,可能到了寒冬它们的活力就大大降低。因而,培育耐低温的高效菌株,就十分必要。
  人类用大量的能源来制造各种化学产物,如塑料。人类健康所需的各种药物多由植物制造。目前利用生物能源的一个比较方便的途径是生物柴油的生成。蓖麻、麻风树、油茶都是很好的生成生物柴油的植物。然而目前对这类植物的选育还存在不足,不同品系的植株产量和积累脂肪酸的效率差别很大。能源植物的思路应当拓宽,能否通过植物吸收光能直接转化出各类产物呢?
  有一种珍稀物种叫四合木,有高含量的脂肪酸,这是自然的恩赐。我们要保护这个物种,研究其合成脂肪酸的机制,研究其基因功能,利用别的植物生物反应器来制造脂肪酸。
  橡胶树能够流出橡胶,橡胶草也会生成类似的成分。目前已经开始研究生物塑料的合成过程。使高等植物或藻类通过phbB基因先合成聚-3-羟基链烷酸酯(polyhydroxyalkanoate, PHA),而最终合成生物可降解的塑料。这是一项对环境保护非常有益的技术。
  藻类是单细胞的绿色植物。它的优点是光能转化效率高,繁殖快,不占用耕地,而且脂肪酸含量高,有的接近50%,人称“未来的绿色石油”。诚然,藻体的收集方式等还有许多需要探索的地方。
  人类的需求是多样的,如果我们借助绿色植物获得能量,借助这种绿色的生物反应器来制造各种复杂的产品,应是很好的办法。有人称这种基因操控技术为分子耕作(molecular farming)。
  目前我们对生物能源的利用还处在低水平阶段。其实,生物能源的利用除了政策因素之外,还受技术发展水平的制约。从这个意义上说,亟待发展高新生物技术,而基因工程在生物能源产业发展中的应用前景是十分广阔的。 
                                                                             责编/庞贝

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