生物制造技术创新赋能,深圳激活农业新质生产力发展动能
在深圳,有座合成生物领域的“超级工厂”。走进“超级工厂”内部,由自动化实验设备组建而成的功能岛集群不停运转,原本依赖科研人员手动操作的实验变成“标准化”与“自动化”的高效率生产流程,新发现与新突破源源不断产出。
这座创新加速器正是深圳合成生物研究重大科技基础设施,在2025年服务117家研究型高校、科研院所及企业,并吸引大量相关领域科创企业聚集,助力深圳生物制造产业发展迈上新台阶:累计落地生物制造企业超400家,近三年新增160家,生物制造企业的专利申请量位居全国第一。
通过加速培育和发展生物制造产业,深圳推动新技术重塑传统物质生产方式,特别是与农业深度融合引发颠覆性变革,重构农业价值链,实现农业高效、绿色、低碳升级,加速培育壮大新质生产力。
科研设施深度赋能 提升创新服务能力
生物制造作为一种全新的“造物”技术,被视作新质生产力非常重要的新赛道和新业态,成为各方竞相抢占的科技高地。在深圳,生物制造技术与农业深度融合,创新成果不断涌现,产业发展活力持续迸发。
自动化功能岛台整齐排列,机器小车把物料准确配送到指定位置,智能机械臂熟练无误地把试剂和样品放进微孔板中……这些高度智能的实验方式,正是深圳合成生物研究重大科技基础设施里每天的工作日常。
据介绍,合成生物大设施设备总投资超7亿元,已经成为全球首个自动化、标准化、高通量的合成生物研究公共平台。“大设施为企业深度定制研发服务,加速创新成果快速落地为市场产品。”中国科学院深圳先进技术研究院院长刘陈立说。
深圳企业中科鑫飞用噬菌体替代抗生素防治水产病害,立足大设施平台开展试验。“依托中国科学院深圳先进技术研究院的技术沉淀,公司构建了从资源挖掘、工程化改造至标准化生产的全产业链体系。”该公司有关负责人介绍,在农业板块,中科鑫飞凭借涵盖弧菌、大肠杆菌、沙门氏菌等农业高致病菌的规模化资源库,结合精准基因编辑技术与标准化生产体系,融合“噬菌体+益生菌”协同增效理念,开发出系列生物防控产品,为不同养殖场景提供精准的生物安全解决方案,助力农业绿色可持续发展。
可以看到,围绕创新研究深度赋能,深圳目前已经形成对生物制造产业发展的强大支撑体系。作为中国生物技术产业化的重点城市,深圳拥有中国农科院基因组所、国家生物制造产业创新中心等重点机构,高效编辑工具开发、农业生物制造等领域技术领先。这些创新载体形成合力,打通了农业企业新技术走向落地的“最后一公里”。
原创技术实现突破 生物农业加速崛起
生物制造技术正在加速培育与发展农业新质生产力。生物农业成为世界农业前沿交叉领域竞争热点,是农业战略性新兴产业和未来产业的增长点,预计在未来几年内,年均增长率将超过10%,到2030年预计将达到2000亿美元。
抗癌明星药物紫杉醇是一种源自珍稀植物红豆杉的复杂代谢产物,然而,红豆杉生长周期长且紫杉醇含量低,提取过程非常繁琐。中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员闫建斌介绍,“紫杉醇的分子结构异常复杂,含有多个手性碳原子,还含有非常独特的四元环结构,在化学领域被誉为‘怪兽级分子’。”
历时10年研究,他带领团队绘制了南方红豆杉基因组图谱,发现了紫杉醇生物合成的关键酶,揭示了紫杉醇合成调控的新机制,从而打通了紫杉醇生物合成的途径。该成果成为植物代谢与合成生物学领域引领性的原创成果重大突破,为发展我国自主的紫杉醇生物制造奠定了基础。“希望通过全新的生物合成途径,大幅度降低紫杉醇的生产成本,将紫杉醇普惠给每个人,挽救更多人的生命。”闫建斌表示。
围绕农业合成生物学领域加快布局,深圳已经形成竞争优势,一系列原创技术成果落地见效:华大在10万余份土壤微生态样本中选育出优质菌种资源近7000株,研制出的微生物菌剂在北大荒16个农场开展万亩应用对照试验,结果显示应用了华大菌剂的大豆增产8.9%~14.5%,水稻增产8.2%~12.8%;芭田股份开发的纳米水溶有机碳肥提升作物吸收率80%,产品远销30余个共建“一带一路”国家……
聚焦优势多维支撑 抢占全球竞争先机
作为“十五五”时期重点发展的未来产业,生物制造开拓的绿色、低碳、可持续的技术范式,为农业高质量发展打开了新的突破口,深圳聚焦优势多维支撑,积极抢占全球竞争先机。
发挥政策引领,筑牢坚实支撑。今年4月,《深圳市推动合成生物创新引领生物制造产业高质量发展若干措施》发布,大力开展“合成生物+”行动,围绕包括农业在内的多个领域,支持龙头骨干企业发起与创新企业、高校和科研机构合作,开展元件设计、菌种设计与构建、生物铸造工厂等技术合作,开展传统产品高端化、智能化、绿色化升级。
汇聚创新资源,驱动产业升级。在深圳光明区,围绕国家生物制造产业创新中心布局建设合成生物学创新集聚区,整合产学研政投优势资源,在AI驱动的菌株设计、RNA生物农药等领域拥有领先优势,持续夯实技术创新竞争力。
目前,深圳已成为国内合成生物学产业的重要集聚地,以华大基因、中国科学院深圳先进院等为核心,吸引了国内超一半的合成生物初创企业,形成了强大的产业集群效应。
农业是生物制造重要的应用领域,在生物农兽药、生物肥料、生物饲料等领域都具有广阔的应用空间,结合生物技术和信息技术领域的领先优势,全力推进和扶持农业合成生物学与绿色智造产业发展,深圳逐渐形成科技创新和产业集聚高地,在全国乃至全球生物制造领域占据有利竞争位置。
编辑 秦天 审核 马如骁 李怡天 邓辉林
(来源:读特 编辑:陈虹余)