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采访 手记 “这几天，《北方农资》传媒记者采访行业专家探讨植调剂归类的视频火了，引起了圈里的转发和热议，这条视频能够'火’，究其原因，是当下对创新产品的归类问题备受关注，再有就是专家对于这一问题的讲解通俗易懂，观点直接明确。” 农资行业诸如此类的争议话题还有很多，日前记者与中国无机盐工业协会生物刺激剂专业委员会（CBPC）主任刘健博士进行了一次深度交流，话题是合成生物学在农业领域中的应用，及创新产品应如何分类。 刘健是华东理工大学生物化工博士，是生物刺激剂专业委员会主任，本身是一位农业专家，平时他的工作就是走访各地，了解当地农业发展情况，探访农资生产企业，和农业相关单位探讨创新生物刺激剂产品及规范工作，为行业发展献计献策。
Q1 合成生物学在农业领域的应用现状如何？ 刘健：合成生物是近十多年来，发展起来的一种手段、方法，因为目前农业领域市场认知度并没有那么高，而且包括它的属性界定，也是存在争议和分歧的，但可以肯定的是，它是未来的一个趋势。 从近十年的发展来看，合成生物学更多的集中在医药、美妆等领域，涉及相关原材料的产品技术开发生产，因为这些领域附加值高，农业领域反而有点被忽略了，占得份额也不多，但实际上这样的一些方法手段，在农业微生物合成生物学方面，未来创制一些新技术和产品是很有必要的。 举例来说，药品——青蒿素现在是全部通过合成生物学的方法进行发酵，成本大幅度降低，大家都能用得起。农业微生物领域也是如此，我们做生物制剂要有这种思维，可以借鉴这个方法。 Q2 目前对农业合成生物学产品的市场认知度不高，争议较大，主要争议是？ 刘健：一个是集中在大家的认知上，就像转基因作物，大家可能觉得是完全的风险，或者说，认为其存在生物伦理上问题，但在国际国内，都已经进行了很多的法规规范和界定。 另外主要是在安全性方面，目前关于这个领域，从行业角度和国家标准来看，都有相应的规范，国家对转基因或基因编辑的所有新物种，有专门的法规——生物安全法，而且就农业领域来说，从种子资源就开始了，这是最前端的；医药涉及到人身健康安全，这方面会更严格；第三是目前企业和国际市场有相应需求。其实现在的合成生物学，在改造细胞时，并没有去太多地改变它，本质上的东西是把某一个基因上调，比如说我们可以强化生产维生素B2原料的，就去上调这一基因，改造它的表达，或者是这个宿主不行，我们给它移植到一个好的微生物细胞载体，现在好的载体有很多，以大肠杆菌为例，毕赤酵母算是一个非常好的宿主，这相当于是找生物合成的一个有利场所，一个细胞工厂来生产它，不会有老百姓担心的那种危害出现。整体上来说，还是要靠国家、社会整体来进行规范，我们利用其好的一面。 Q3 请具体举例，帮助大家理解什么是农业生物合成学技术？ 刘健：合成生物学在我国发展前景广阔，实际上我们有潜在的优势，从医药和美妆领域来看，其实原药的合成，生物学的研究和生产，我们在全球比较领先。一个是用基因编辑和分子生物学的手段，去改造细胞，能够把某种特定的产品，提高表达；第二是底盘细胞的设计与构建；第三是工程化的放大，要有好的发酵的硬件装置，和自动化控制的软硬件等基础设施来培养它，相当于给改建好的细胞，造一个好房子，让它在房子里健康成长，然后高表达你需要的目的产物，对农业领域来说，想象空间就特别大。合成生物学细胞工厂构建的核心是如何通过设计合适的基因型,从而得到人们想要的工业表型。 我们现在做农业微生物，农业微生物及其代谢物方面的生物刺激剂产品技术，就非常需要引入这样的手段，去把我们一些技术深入创新地推进下去。以木霉真菌为例，它是真菌，全球公认的最好的生防微生物之一，但是我们使用频率较大的前10位菌种，75%都是芽孢杆菌，它可以产生大量的抗生物质，怎样把芽孢杆菌和木霉真菌的特性有效地结合起来，这不是简单的“1+1”的概念，我们用合成生物学的概念，希望把他们进行共生培养。 当时木霉菌株的筛选，是从10万株级别开始往下筛选，同步跟不同类型的芽孢类细菌，或其他的有益微生物进行协同筛选，通过海量的筛选后，就会找到一些非常好的组合，我们再设定一些特定的培养条件和发酵调控手段，这就也是最原始的合成生物学的概念。 实际上这种合成，采用了很多方法，从筛选到上调的表达，我们都会去研究它，把差异找出来，比方说可以产生抗菌肽的，产生拮抗作用的；第二类还有多肽的氨基酸类，可以作为信号因子启动植物的抗性表达；第三类是植物的内源激素，比方说我们有一个工艺，定向地进行发酵调控、诱导培养时，可以把吲哚乙酸的含量提高表达，原来可能只有几个part per million（ppm），我们可以通过合成生物学最初原始的想法，让木霉真菌与芽孢类细菌共生培养，让吲哚乙酸生长素的表达量提高几千倍，这都是完全可能的，而且这个结果让我们也很惊讶，这完全就是创新；第四类是信号因子、内源激素信号，它可以启动植物整个代谢途径的响应，会去做对生物和非生物胁迫的响应，比如说倒春寒时，用类似这样的方法微量地进行诱导，帮助作物扛霜冻，改善结果时产品品质，所以说从以上具体例子来看，合成生物学在农业领域大有前途。 Q4 如何理解农业合成生物学产品？怎样界定和分类呢？ 刘健：现在农业上，更多是农业微生物的合成，生物学更多的是一些新的有特定功效的活性成分、代谢产物，现在没有明确的管理条例，主要是按照用途来区分，如果产品活性物质是抗病的，就划分为农药，但是做单物质的农药登记是很麻烦的，因为会消耗大量的时间和金钱，这件事对很多初创的创新企业来说，是不可接受的。作为中国无机盐工业协会生物刺激剂专委会，我们正在着力推进国家主管部门，及早地介入这个行业，了解行业的实际情况，从业者希望它作为单独的品类来管理，其产品可以是第三类，我们根据实际情况综合考量。就像现在把调节剂完全归到农药，是否完全合理，仍然存有很大争议，我们可以辩证地去处理。我们强烈建议这些创新产品，放到第三类来进行特殊管理，将有利于行业的发展。 我们可以分析，首先看它的来源，比方说天然海藻提取的物质，本身就在挪威的深海几十甚至几百米的低温寡照，几乎没有阳光的情况下，它还能疯狂的生长，靠得就是它强大的信号因子，没有这些内源激素，海藻是长不起来的，最终它是天然存在的。研发生产只是搬运工，技术人员把它进行最原始初级的处理以后，做成原料添加到肥料里面，起到增效作用，或单独使用，刺激作物进行抗性表达，这有何不可？中国农业大学教授陈清最新提出的基于“自然解决方案进行特肥创新”理论，用自然的过程来解决气候变化，作物的可持续发展问题，这些都是利于行业进步和发展的。 我主张且建议，把它作为第三类来管理，虽然这个过程很难。我们在做实验时就发现木霉和芽孢共生，会出现一些超级的代谢产物，比方说有一种代谢物叫宽缨酮，这是可以完全应用于抗癌药物的，它对病毒也有预防作用。我对微生物的理解就是，他像一锅粥一样，什么东西都在里面，有耐干旱、抗低温等等，你倾向产品做成什么样而已。 基因检测和知识产权对生物合成学技术来说很关键，我们可以在知识产权界定上，对真正的原创技术进行保护，一定要做好原始数据的收集和整理，未来竞争的关键一定是数据！同时我们也在探索如何开发菌种，提高具有特定作用的代谢产物的表达，我们要做大量的科学的生测和田间实验，收集相关数据，包括实验室内对活性成分检测的分析，我们要建立通用的方法，让大部分企业都能参考，同时针对共性需求，共同申请建立相关行业标准。 个人简介 刘健毕业于华东理工大学生物化工专业，工学博士，高级工程师；2009 年加入九三学社。目前任中国无机盐工业协会生物刺激剂专业委员会主任、中国微生物学会和上海市微生物学会永久会员、上海市生物工程学会会员、四川省微生物学会常务理事和中国中微量元素与肥料产学研创新联盟理事。 自 1997 年开始从事微生物肥料、微生物农药等作用机理和应用研究。曾任职科技部国家生化工程技术研究中心（上海），有 15 年的时间专业从事有关微生物细胞培养代谢流在线检测与计算分析技术的应用研究，以及发酵过程优化与放大及其相关工程化运用技术的研究与市场推广。先后获科技成果鉴定 3 项，华东理工大学教育教学成果奖一等奖 1 项，授权发明专利 10 项（其中 1 项 PCT 美国发明专利），3 项实用新型专利，在国内核心期刊发表论文 9 篇，参编著作 3 部，并参与 100 余项企业横向合作工程化生产技术应用项目。有 20 多年的企业经营管理工作经历。 目前本人同时全面负责的浙江华智生物科技有限公司是一家利用合成生物学原理，专注微生物及其特定功能代谢产物研发生产和销售的技术创新引领公司；技术项目获 “南太湖精英计划”领军型创业团队 B 类项目资助。 CBPC简介 生物刺激剂专业委员会（CBPC）是生物刺激剂相关领域的研究、开发及应用发展的专业化组织，是中国无机盐工业协会领导的分支机构，秉承“联合创新、科学试验、资源整合、优化成本、持续发展”的发展宗旨，其目标是促进生物刺激剂原料及制剂生产企业、应用端、科研、院校开展产学研合作研究，推动行业技术进步；开发生物刺激剂与大、中、微量元素结合及与肥料和农药结合的新产品；推动生测和田间的科学实验，从而提升中国生物刺激剂企业和产品达到国际先进水平。 同时在无机盐工业协会领导下，开展技术交流、发展研究、标准制定、资格认可、专业培训等相关活动，达成新技术和新产品的应用和商业化实施。 扫码 关注 |
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