图2、图3引自张磊教授的PPT

由中国科学院上海分院主办，上海市农业科学院、华东理工大学、中国科学院分子植物科学卓越创新中心、上海市农业科技服务中心、南宁汉和生物科技股份有限公司等单位承办的第367期东方科技论坛——“农业合成生物学赋能新质生产力研讨会”暨2025年度上海市农业科技创新系列讲堂近日举行，国内外农业合成生物学领域的专家学者及产业界代表汇聚探讨农业合成生物学的前沿技术突破、应用模式创新及产业发展的新路径，为上海农业科技发展出谋划策。

合成生物学驱动农业新质生产力

农业合成生物学不仅是基因密码的重构，更是对农业生产范式的重新定义。当前，农业合成生物学作为农业科技领域的新兴力量，正以其强大的创新驱动能力，引领农业产业向更高效、更绿色、更可持续的方向发展。此次会议执行主席、中国科学院院士、微生物分子遗传学家、上海交通大学教授邓子新指出，农业合成生物学不仅是技术的进步，更是对自然规律的深刻理解和巧妙运用。他认为，当前农业合成生物学的发展要以更开放的姿态构建创新共同体、打破学科壁垒，促进生物学、工程学、信息学等学科的深度交叉，弥合产学研断层，推动基础研究、技术开发与商业应用有机衔接。

近年来，上海积极推动合成生物学在农业领域的运用，已完成通过基因编辑技术开发抗逆作物品种，利用微生物合成体系生产高附加值生物制剂，构建废弃物资源化循环的新模式等实践。上海市农业科学院院长蔡友铭表示，上海的农业科技工作者深知，唯有以颠覆性技术创新突破传统路径依赖，才能在全球农业创新时代抢占制高点。农业合成生物学打破了传统农业生产的局限，为解决农业资源高效利用、农产品品质提升、农业生态环境保护等关键问题提供了全新的思路和方法。上海作为国家战略科技力量的重要承载地，始终将合成生物学视为驱动农业新质生产力的关键一环。据他介绍，近年来，在农业合成生物学领域，上海市农科院借助上海独特的地理优势，充分发挥地方综合性农业科研院所的科技实力，积极布局，组建了农业合成生物学研究中心，开展了多项具有前瞻性、战略性的研究项目，并取得了新一代高强度自发光烟草、可生产麦角硫因和西红花苷等生物活性物质的水稻分子农场、可提高成纸机械强度和张力的造纸水稻等一系列阶段性成果，在农业合成生物学领域展现出巨大的应用潜力，初步形成了“基础研究突破-核心技术攻关-场景应用示范”的创新闭环。

据悉，上海市农科院农业合成生物学研究中心现有科技人员15人，在姚泉洪研究员和彭日荷研究员的带领下，通过合成生物学技术创制不同的生物合成或代谢系统，实现重要种质资源的改造和环境修复，已培育出了富含胡萝卜素、虾青素、甜菜红素、维生素B2、维生素B6、维生素C和叶酸的水稻新种质；在国际上首次培育出了自生固氮植物并获得国际专利；在大肠杆菌体内重构了维生素C、核黄素、Terrequinone A、褪黑素等产品的生物合成系统并获得工程菌株；构建了能够完全降解苯酚、氯化儿茶酚、多环芳烃、有机磷农药、硝基苯、2,4-D等有机污染物的大肠杆菌工程菌。

共商农业合成生物学的“上海方案”

南京师范大学黄和院士团队副教授施天穹、北京齐禾生物科技有限公司联合创始人赵天萌分别作题为《合成生物学赋能植物生长调节剂绿色生物制造》《精准基因编辑的开发与应用》的主旨报告。

围绕“合成生物学关键技术与工具创新”“农业合成生物学技术创新应用”“生物制造技术助力农业合成生物学”等3个中心议题，华东理工大学副校长赵黎明、华南农业大学研究员祝钦泷、湖北大学教授杨世辉等13位专家分别作主题为《功能寡糖的生物制造技术及其在植物免疫诱抗中的创新应用》《植物合成生物学工具系统开发与功能型粮食作物种质创新》《农业废弃资源平台化合物合成生物制造》等的专题报告。60多位领域内与会知名专家和产业界代表就“合成生物学如何助力上海农业发展”展开研讨，共商农业合成生物学的“上海方案”。

海军军医大学教授张磊在题为《基于合成生物学策略的中药活性成分绿色制造与高效利用》的报告中指出，中药资源是我国一个重要的战略特色资源。从产业角度看，制约我国中药资源可持续发展的瓶颈一是中药药材质量低下，二是资源的不可持续性。因珍稀濒危中药材获取受限，限制了对其进行深入研究和开展临床应用，而过度的开发利用和物种自身的繁殖特性则是一些中药材濒危的重要原因。眼下，亟需利用现代科学技术探索替代来源，同时深入研究其繁育受限机制，利用生物技术进行遗传改良，为植物发育生物学、繁殖生物学提供有价值的研究和应用案例。探索如何用合成生物学的手段解决中药资源中一些单纯的活性成分的可持续供应迫在眉睫。建立珍稀濒危植物合成生物学研究范式，可实现活性天然产物的规模化、低成本、绿色生物制造。他举例说，巨大的市场应用前景需要淫羊藿素单体稳定供应，多层次代谢工程模块化调控可高效合成淫羊藿素。全局调控酵母细胞工厂实现复杂天然产物从头合成，为未来通过培育微生物种质生产中药活性成分提供了新范式。