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粮食生产不依赖于种地？吃肉喝奶不依靠于发展畜牧业？当现代农业正在发力提升智能化、机械化、自动化水平的时候，合成生物领域取得的重大突破，向人们展示了农业发展未来可能拥有另一个完全不同的方向——不依赖传统的土地种植或畜牧，通过生物培养及反应，人类可以直接获得营养物质。
水+二氧化碳+电=淀粉？不通过植物光合作用，科学家已经可以在实验室“凭空”制造出人工合成淀粉，令国际科学学界大为惊叹。2021年9月，我国首次实现从二氧化碳到淀粉的人工合成，2013年，“细胞培养肉”问世，彼时一块小小“细胞培养肉”的成本高达32.5万美元。而在2023年，Eat Just子公司、细胞肉初创公司GOOD Meat宣布，其生产的细胞培养鸡肉已经获得美国食品和药品管理局（FDA）的批准认可。在新加坡，“细胞培养肉”已被允许进入餐厅，新加坡也是第一个允许“细胞培养肉”上餐桌的国家。
人工合成淀粉实验成功、“细胞培养肉”逐步投入实践，这些都反映了合成生物领域近年来所取得的突破性进展。21世纪兴起的合成生物学被誉为影响世界未来的颠覆性技术之一，引发继DNA双螺旋结构发现和基因组测序之后的第三次生物科学革命，已成为世界各国增强核心竞争力、抢占未来发展制高点的重大国家战略。所谓合成生物，是指采用工程设计理念，对生物体进行有目标的设计改造乃至重新合成，创建出特定功能或非自然功能的人工生物或人造产品。合成生物技术出现，意味着通过人工技术可以突破生命自然法则，标志着现代生命科技已从认识生命进入设计并合成生命的新阶段，这必将引发人类生产方式、生活方式乃至经济社会的深刻变革。
合成生物技术在农业中应用，有望突破全球资源短缺和极端气候变化等农业发展的瓶颈，让农业生产进入人工制造的全新时代。以人工合成淀粉为例，科学家测算，如果按我国玉米淀粉平均亩产量计算，依目前技术参数，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量，相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量，且其合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍。而且制造人工合成淀粉所需的原材料极其简单，就是自然界广泛存在的水和二氧化碳。目前，该项目已建成小规模的中试装置，人工合成淀粉向产业化又迈进了一步。
“细胞培养肉”的原理，是从猪、牛等动物身上获取肌肉组织，从中分离出具有干性的细胞。将细胞放入反应器中，然后添加支架材料，使细胞附着在支架材料上生长，并以营养液为其生长提供养分。“细胞培养肉”跳过传统畜牧业中的饲养与屠宰环节，就可以完成动物蛋白的生产，因此大幅提升了肉类的生产效率。目前，研发出中国第一块“细胞培养肉”的南京周子未来食品科技有限公司，能用20天时间培养出重量超200克的“细胞培养肉”。从环保的角度看，“细胞培养肉”的生产更有利于碳减排。畜牧养殖会产生大量温室气体，有研究显示，牲畜产生的温室气体占全球温室气体总量的14.5%以上。与传统肉类生产方式相比，“细胞培养肉”可以减少70％—90％的温室气体排放。
当然，无论是人工合成淀粉还是“细胞培养肉”目前都处于实验室阶段，距离真正端上人们的餐桌还有很长一段路要走。但合成生物技术作为21世纪的一项颠覆性技术，已被上升为全球科技竞争的战略重点。美国作为合成生物技术的领头羊，多次以总统令的形式发布对合成生物技术的战略部署。欧盟于2014年推出《欧洲合成生物学下一步行动》，“欧洲地平线”项目计划在2021年—2027年投资1000亿欧元用于支持合成生物等前沿基础和技术创新研究。
在合成生物领域，中国也在不断加大顶层布局、技术投入和政策支持。《“十三五”国家科技创新规划》将合成生物技术列为引领产业变革的颠覆性技术，《“十四五”生物经济发展规划》明确将合成生物学列为重点发展方向。在农业合成生物领域，农业农村部将合成生物技术的发展列为“升级食品产业，减少传统水产养殖对环境资源造成的压力”目标的关键。2021年12月，农业农村部发布《“十四五”全国农业农村科技发展规划》，首次提到了细胞培养肉和其他人工合成蛋白，是未来食品制造中值得关注的重要技术。
我国是一个农业大国，面临着粮食产量刚性需求和资源环境刚性约束的双重压力。合成生物技术的发展，为我们打开了从“种养农业”到“制造农业”的想象空间，科技飞速发展的今天，推动现代农业发展需要我们打破惯性思维，紧跟科技前沿新动态去赋能发展，从而推动我国现代农业跨越发展。
（文章来源：金融时报）
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