從美國到中國再到歐洲，全球有一些公司正在圍繞農(nóng)業(yè)領域的生物技術主題開展創(chuàng)新工作。

根據(jù) Allied Market Research 的研究報告稱，2021 年全球農(nóng)業(yè)生物技術市場規(guī)模為 931 億美元，預計到 2031 年將達到 2146 億美元，2022 年至 2031 年復合年增長率為 8.8%。未來亞太地區(qū)將為全球農(nóng)業(yè)生物技術市場提供更多商機。

新興技術四大跨國企業(yè)不缺席

生物技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料行業(yè)，主要是種業(yè)、轉(zhuǎn)基因作物、生物農(nóng)藥和生物肥料四個方面。該市場由先正達、巴斯夫、科迪華和拜耳等農(nóng)業(yè)跨國公司主導。農(nóng)業(yè)生物技術是一個深入研究的領域，需要高技能的人力資源才能取得重大成果。許多發(fā)展中經(jīng)濟體缺乏熟練的人力資源，即使有人力資源，也要么供不應求，要么沒有獲得足夠的機會。企業(yè)發(fā)展中經(jīng)濟體研發(fā)預算分配不足、研究基礎設施缺乏、人力資源和專業(yè)知識不足預計將限制企業(yè)的成長。傳統(tǒng)跨國企業(yè)在這方面并不比新興企業(yè)具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢，但通過積極通過收購、投資等金融手段，高鑄好自己的護城河，在生物技術領域上快人一步。

先正達

先正達擁有世界一流植保開發(fā)能力和領先的種業(yè)生物技術，在全球植保行業(yè)排名第一、種子行業(yè)排名第三、在數(shù)字農(nóng)業(yè)領域處于領先地位。作為全球第二大種業(yè)公司，先正達一直致力于應用生物技術改良作物品種，以滿足全球不斷增長的糧食需求。近年來，先正達加大了數(shù)字化創(chuàng)新的力度，積極利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術推動傳統(tǒng)育種的轉(zhuǎn)型升級。

此外，先正達還與編輯基因技術的先鋒企業(yè) Inari 建立戰(zhàn)略合作，探索基因組編輯技術在玉米等主要作物中的應用，以期在抗旱等方面培育出性狀優(yōu)異的新品種。這顯示出先正達對 CRISPR 等基因編輯技術的重視，并積極推動這些前沿技術的商業(yè)化進程。

先正達正通過數(shù)字創(chuàng)新與基因編輯技術雙輪驅(qū)動，改良傳統(tǒng)的育種模式，力爭在糧食增產(chǎn)與作物篩選的品質(zhì)提升方面獲得突破。這些努力將有助于其持續(xù)領先于快速變革的農(nóng)業(yè)科技前沿，并讓更多農(nóng)民以及消費者從中受益。

巴斯夫

作為全球領先的化學公司，巴斯夫在為農(nóng)業(yè)提供化學農(nóng)輸入品的同時，也十分重視生物技術的研發(fā)與應用。近年來，巴斯夫持續(xù)加大在生物技術創(chuàng)新方面的投入，致力于研發(fā)高效、安全的生物農(nóng)業(yè)解決方案。

2022 年，巴斯夫宣布未來 5-10 年將在農(nóng)業(yè)解決方案研發(fā)上持續(xù)發(fā)力，重點布局生物技術創(chuàng)新。例如，巴斯夫開發(fā)了利用益生菌的微生物制劑，可有效激活植物自身免疫系統(tǒng)增強抗性。此外，巴斯夫還通過基因組技術開發(fā)出更安全的新型殺菌劑，以減少農(nóng)藥使用。

可以看出，巴斯夫正在逐步從傳統(tǒng)農(nóng)用化學品，向生物技術和生物農(nóng)藥領域轉(zhuǎn)型。這是巴斯夫響應消費者渴求環(huán)保、安全農(nóng)產(chǎn)品的市場需求，并推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。隨著監(jiān)管環(huán)境的開放，預計巴斯夫在農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新的投入將持續(xù)增加。

科迪華

作為全球重要的殺蟲劑生產(chǎn)商，科迪華一直致力于研發(fā)高效低毒的新型殺蟲產(chǎn)品。近年來，科迪華加大了對生物技術的投入和應用，積極采用生物工程手段研發(fā)創(chuàng)新型生物殺蟲劑。

2022 年，科迪華啟動了一項重磅項目，通過基因組技術改造微生物制備天然殺蟲素，這種天然殺蟲劑來源于微生物自身代謝產(chǎn)物，安全性高且對環(huán)境影響小。該技術的成功將大大降低殺蟲劑對環(huán)境的污染。此外，科迪華還研發(fā)了利用RNA 干擾的昆蟲控制技術，可在不改變植物基因組的前提下殺死作物害蟲。

隨著監(jiān)管環(huán)境趨于寬松和消費需求的變化，科迪華正在加速從傳統(tǒng)化學農(nóng)藥向生物技術創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。這些舉措不僅有利于減少農(nóng)藥殘留，也將提高殺蟲劑的效果并降低對環(huán)境的危害。預計未來科迪華在農(nóng)業(yè)生物技術領域的投入力度還將持續(xù)提高。

拜耳

作為全球最大的農(nóng)用化學品供應商之一，拜耳在傳統(tǒng)化學農(nóng)藥研發(fā)方面擁有雄厚的實力。與此同時，拜耳也在積極拓展生物技術創(chuàng)新業(yè)務，以滿足可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。

2022 年，拜耳宣布在未來 5 年重點布局數(shù)字化和生物技術領域的創(chuàng)新。例如，拜耳開發(fā)了利用 RNA 干擾技術的殺蟲產(chǎn)品，可以高效沉默害
蟲基因?qū)е缕渌劳觯瑫r對人畜安全。拜耳還通過基因組技術篩選出了抗旱性強的雜交水稻品種。

可以看出，拜耳正在加速生物技術創(chuàng)新的步伐，以減少對化學農(nóng)藥的依賴。這是拜耳響應可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，滿足消費者對綠色食品的需求所作出的重要舉措。隨著監(jiān)管環(huán)境的進一步開放，預計拜耳在農(nóng)業(yè)生物技術方面的投入力量還將持續(xù)增加。

合作共贏，四大巨頭牽手新興企業(yè)共創(chuàng)未來

合則兩利，分則兩敗。這句話用在跨國農(nóng)化巨頭身上是恰當和適宜的。近年來，全球領先的農(nóng)業(yè)生物技術公司與創(chuàng)新型中小企業(yè)建立了廣泛的合作，這對雙方都具有重要戰(zhàn)略意義。一方面，中小企業(yè)掌握著生物技術創(chuàng)新的優(yōu)勢，另一方面，跨國公司擁有強大的資本實力和全球化銷售網(wǎng)絡。通過戰(zhàn)略合作，中小企業(yè)的創(chuàng)新技術可快速進入全球市場，而跨國公司也可借助創(chuàng)新技術實現(xiàn)收入增長。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用上生物技術的輔助，對于跨國農(nóng)業(yè)巨頭來說也是一個全新的挑戰(zhàn)，在這個領域中，跨國企業(yè)擁有資本優(yōu)勢，但不具有先發(fā)優(yōu)勢和技術領先性。這些中小企業(yè)也是生物技術創(chuàng)新的重要來源，通過他們所掌握的生物技術所產(chǎn)生的產(chǎn)品，正在通過跨國公司的全球分銷網(wǎng)絡快速進入市場，并幫助跨國農(nóng)業(yè)巨頭公司實現(xiàn)其營收增長計劃。這些中小企業(yè)主要有 Harpe Bioherbicide Solutions， Inc.、Tropic、

Pairwise、GreenVenus、GDM、Benson Hill、BetterSeeds 等。

具體來看，最近的重要合作案例包括：先正達與 Harpe 在基因編輯技術的應用上達成合作，以開發(fā)新型生物除草劑；科迪華與Tropic 的合作利用基因沉默技術培育抗病作物；Benson Hill 通過與科迪華的許可協(xié)議獲得作物除草劑耐受性；巴斯夫戰(zhàn)略投資合成生物技術初創(chuàng)公司 Bota Bio； Pairwise 與拜耳合作應用基因編輯技術優(yōu)化玉米品種。可以看出，這些案例涉及的創(chuàng)新技術主要集中在基因編輯、信息素和微生物領域。

具體到各企業(yè)：

先正達近年來與多家創(chuàng)新型中小企業(yè)建立合作，主要涉及微生物和基因編輯技術。除了與 Harpe 的合作，先正達還與生物技術公司 Provivi 就利用信息素技術控制水稻害蟲展開合作，并與初創(chuàng)公司M2i 合作研發(fā)信息素技術管理葡萄藤害蟲。這些舉措顯著拓展了先
正達在可持續(xù)農(nóng)業(yè)解決方案方面的產(chǎn)品組合。

科迪華也與多家創(chuàng)新型企業(yè)達成戰(zhàn)略合作，特別是在基因編輯技術的應用方面。除了與 Tropic 的合作外，科迪華還與 Pairwise建立了合作，開發(fā)抗旱耐熱的作物品種。科迪華最近還成立了1000萬美元的基因編輯創(chuàng)新基金，支持相關領域初創(chuàng)企業(yè)。這充分體現(xiàn)了科迪華在核心創(chuàng)新技術培育方面的戰(zhàn)略眼光。

拜耳與合成生物技術公司 Ginkgo 建立合作，研發(fā)微生物農(nóng)藥；與基因組編輯公司 Inari 戰(zhàn)略投資，布局基因編輯技術。此外，拜耳還設立了面向創(chuàng)新型中小企業(yè)的贈款計劃 Grants4Ag，以支持可持續(xù)農(nóng)業(yè)相關的先進技術研究。這體現(xiàn)了拜耳對開放創(chuàng)新的積極態(tài)度。

巴斯夫最近投資合成生物技術初創(chuàng)公司 Bota Bio，并與英格生物達成戰(zhàn)略合作開發(fā)草藥護膚品活性成分。這充分展現(xiàn)了巴斯夫在白色生物技術領域的布局戰(zhàn)略。此外，巴斯夫還宣布投入 10 億歐元用于數(shù)字農(nóng)業(yè)創(chuàng)新，與創(chuàng)新型企業(yè)開展深入合作。

綜上所述，跨國公司與創(chuàng)新型中小企業(yè)建立戰(zhàn)略合作，使雙方獲益良多。中小企業(yè)的技術優(yōu)勢與跨國公司的資本實力實現(xiàn)了有效結(jié)合，推動了農(nóng)業(yè)生物技術的進步與應用。未來，這種跨界合作也將持續(xù)活躍，共同推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

具體來看，這種合作主要集中在以下技術創(chuàng)新領域：

第一，基因編輯技術。CRISPR-Cas9 等基因編輯工具為精準改良作物性狀提供了可能。中小企業(yè)掌握相關核心技術，通過與跨國公司合作，可將基因編輯技術轉(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品。

第二，信息素技術。信息素作為無毒、環(huán)境友好的昆蟲行為調(diào)節(jié)劑，應用于害蟲防治具有廣闊前景。中小企業(yè)是該領域的主要技術創(chuàng)新來源。

第三，微生物技術。微生物可用于生物農(nóng)藥、土壤營養(yǎng)等多個領域。中小企業(yè)在篩選及應用微生物方面積累了知識與技術。

第四，合成生物學。利用合成生物學設計生產(chǎn)抗菌肽、生物活性物等新型農(nóng)業(yè)輸入物，是具有潛力的創(chuàng)新方向。

第五，數(shù)字農(nóng)業(yè)。基于大數(shù)據(jù)、傳感器、機器學習的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術，也吸引了跨國公司與創(chuàng)企的廣泛合作。

中小企業(yè)是農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新的重要引擎，而跨國公司具備商業(yè)化的關鍵能力。兩者戰(zhàn)略合作，既助力創(chuàng)新企業(yè)成長，也使大公司獲益。這種合作模式充分發(fā)揮了雙方優(yōu)勢，有利于形成創(chuàng)新生態(tài)，推動農(nóng)業(yè)生物技術向良性發(fā)展。面向未來，持續(xù)鼓勵跨界合作與交流，培育更多具影響力的技術創(chuàng)新，將是促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

基于基因工程的生物育種方向最為火熱

隨著生物技術的快速發(fā)展，基因工程在農(nóng)業(yè)育種領域的應用備受關注。利用基因工程手段培育的轉(zhuǎn)基因作物自上世紀 90 年代商業(yè)化種植以來，為增產(chǎn)保障糧食安全做出了重要貢獻。與此同時，新一代基因編輯技術的興起為實現(xiàn)更精準的基因工程提供了可能。當前和未來一段時間，基于基因工程的生物育種仍將是最為火熱的研發(fā)方向。

根據(jù) Meticulous Research 的最新出版物預計到 2029 年，植物育種市場將達到 337.9 億美元，2022 年至 2029 年的復合年增長率為 14.1%。人們對可持續(xù)作物生產(chǎn)重要性的認識不斷增強，基因組解決方案成本不斷下降，人們對可持續(xù)作物生產(chǎn)的日益重視植物育種領域的技術進步是推動全球植物育種市場增長的一些因素。此外，種子公司不斷增加的投資以及分子育種支持性法規(guī)的增加預計將為該市場的利益相關者提供重大的增長機會。

第一，基因工程育種可提高農(nóng)作物產(chǎn)量潛力。傳統(tǒng)育種依賴對已有性狀的組合改良，改良空間有限。而基因工程可將不同物種的優(yōu)良基因?qū)胱魑铮蚱瓶缥锓N的遺傳屏障，大幅提升產(chǎn)量上限。例如，轉(zhuǎn) Bt 基因玉米和棉花的平均產(chǎn)量分別提高了 10% 和 15%。

第二，基因工程育種可賦予作物新的抗逆性。通過導入抗旱、抗?jié)场⒖瓜x等相關功能基因，可培育出對逆境環(huán)境具備更強適應性的新品種。拜耳的抗旱玉米產(chǎn)品DroughtGard 就通過轉(zhuǎn)入冷響應因子的基因，增強了玉米的抗旱能力。其余企業(yè)等也在研發(fā)利用 CRISPR/Cas9 導入 NAC 轉(zhuǎn)錄因子等提高植物抗逆性的策略。

第三，基因工程育種更為高效。傳統(tǒng)育種從選種到定型栽培要經(jīng)過十年甚至更長時間，而應用基因工程技術可在 3-5 年內(nèi)完成新品種培育。同時傳統(tǒng)育種依賴試錯，而基因工程可有針對性地改造特定性狀。例如Calyxt（Cibus）通過基因編輯技術僅用了 3 年時間就培育出了高油酸大豆產(chǎn)品。

第四，新一代基因編輯技術具有更大應用潛力。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因技術相比，CRISPR/Cas9 等新技術可實現(xiàn)對染色體的更精確切割與修飾。它可以在不插入外源基因的情況下激活或抑制目標基因，并且離體操作使育種過程更加可控。因此，新一代基因編輯技術被認為是更精準、更安全的基因工程手段。

主要的農(nóng)業(yè)生物技術公司都積極布局基因工程育種領域：

印度初創(chuàng)公司 BioPrime AgriSolutions 專注于植物組織培養(yǎng)和農(nóng)業(yè)生物制品領域。它利用雙單倍體、體細胞胚胎發(fā)生、微繁殖、體外誘變等細胞技術來支持植物育種。此外，它還利用植物化合物和植物相關微生物來創(chuàng)造可持續(xù)的生物制品。這些技術基于植物應對不利條件的先天能力以及植物與周圍微生物之間的共生關系。因此，該初創(chuàng)公司開發(fā)了一種生物有機且可持續(xù)的解決方案，以改善作物健康、營養(yǎng)和產(chǎn)量。

KWS SAAT 是一家德國生物技術公司，專門從事植物育種和種子生產(chǎn)。KWS SAAT 為一系列作物開發(fā)新植物品種，包括玉米、甜菜和谷物。該公司的重點是開發(fā)更能適應氣候變化、更適合特定生長條件的品種。KWS SAAT 生產(chǎn)和分銷多種農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)種子。該公司的重點是開發(fā)產(chǎn)量更高、抗病性更好、質(zhì)量更高的種子。KWS SAAT 的工作重點是開發(fā)新植物品種和生產(chǎn)高質(zhì)量種子，幫助農(nóng)民提高作物產(chǎn)量、減少投入并創(chuàng)建更可持續(xù)的糧食系統(tǒng)。

Inari 是一家美國生物技術創(chuàng)新公司，利用基因編輯和機器學習來開發(fā)具有理想性狀的作物，例如耐旱、抗病和改善營養(yǎng)。Inari 利用 CRISPR 基因編輯技術對植物 DNA 進行精確改變。該技術使該公司能夠開發(fā)具有理想性狀的作物，例如耐旱、抗病和改善營養(yǎng)。Inari 正在利用基因編輯技術開發(fā)一系列作物，包括玉米、大豆和小麥。該公司的重點是開發(fā)更具彈性、可持續(xù)且更適合特定生長條件的作物。Inari 使用機器學習和數(shù)據(jù)分析來識別可用于作物改良的基因。該技術使該公司能夠比傳統(tǒng)育種方法更高效、更有效地開發(fā)農(nóng)作物。Inari 的工作重點是利用尖端技術開發(fā)具有理想性狀的作物，這些作物更具彈性、可持續(xù)且更適合特定的生長條件。他們的工作有可能通過創(chuàng)造更可持續(xù)和更有效的糧食生產(chǎn)方式來徹底改變農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。

Benson Hill 是一家美國生物技術公司，專注于計算生物學和基因編輯技術，以改善作物性狀和可持續(xù)性。Benson Hill 利用計算生物學和基因編輯技術來改善作物性狀，如產(chǎn)量、耐旱性、抗病性和營養(yǎng)。該公司的 CropOS 平臺使用機器學習和人工智能來識別可用于作物改良的基因。Benson Hill 開發(fā)用于食品和飲料產(chǎn)品的植物成分。該公司的超高蛋白大豆的蛋白質(zhì)含量高于傳統(tǒng)大豆，可用于生產(chǎn)植物性肉類替代品。Benson Hill 的工作重點是利用尖端技術為農(nóng)業(yè)開發(fā)可持續(xù)和創(chuàng)新的解決方案。

綜上所述，基因工程仍將是農(nóng)業(yè)生物技術創(chuàng)新的核心方向。一方面，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因技術將繼續(xù)為傳統(tǒng)農(nóng)作物帶來產(chǎn)量和適應性方面的提升；另一方面，新型基因編輯技術作為更精準和環(huán)保的工具，也將推動新一輪的種質(zhì)創(chuàng)新和種業(yè)變革。主要企業(yè)均在積極布局該領域。基因工程育種有望為解決糧食安全問題提供重要支撐，其研發(fā)投入和商業(yè)化進程有望持續(xù)升溫。同時，也需要進一步完善監(jiān)管體系，在科技創(chuàng)新與公共安全之間實現(xiàn)平衡。

涅槃重生的微生物技術將會引領未來風潮

作為一種環(huán)保高效的農(nóng)業(yè)輸入技術，微生物技術曾在20世紀上半葉盛行一時，但隨后逐漸為化學農(nóng)資所取代。如今，在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，微生物技術正在經(jīng)歷涅槃重生，有望再次引領農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的新一輪變革。

2021 年全球農(nóng)業(yè)微生物市場規(guī)模為 52.7 億美元。預計該市場將從 2022年的 60 億美元增長到 2029 年的 157.1 億美元，預測期內(nèi)復合年增長率為14.74%。北美占據(jù)了最大的農(nóng)業(yè)微生物市場份額，2021 年達到 20.9 億美元。隨著農(nóng)民開始用微生物代替化肥，南美洲預計將成為增長最快的地區(qū)，預計這將促進該地區(qū)的銷售。亞太地區(qū)尚在該地區(qū)的蓬勃發(fā)展提供尚未開發(fā)的機會。

微生物技術利用天然存在的各類微生物開發(fā)農(nóng)資產(chǎn)品，可用于修復土壤、促進營養(yǎng)吸收、提高抗病性等多個領域。相比化學農(nóng)資，微生物
技術來源天然，對環(huán)境影響小，并可促進土壤微生物多樣性。

當前，微生物技術主要有如下幾大發(fā)展方向：

首先是微生物肥料。許多土壤微生物可固氮、溶磷、分泌生長素等，直接提高作物獲得營養(yǎng)的能力。生物肥料可替代部分化肥，同時改善土壤質(zhì)量。其次是微生物殺蟲劑。利用 Bacillus thuringiensis、Beauveria bassiana 等天然殺蟲微生物制劑，可防治作物害蟲。優(yōu)勢是高效低毒，不會產(chǎn)生抗藥性。再次是微生物提取物。一些土壤和海洋微生物可產(chǎn)生促生長、抗菌等活性物質(zhì)，提取應用于植保和營養(yǎng)品中。最后是植物微生物組。將有益微生物應用于植物″微生物組″，可增強其營養(yǎng)和抗病性能。研究表明添加根圍菌可提高水稻產(chǎn)量 20% 以上。

主要企業(yè)也紛紛布局微生物技術：

墨西哥初創(chuàng)公司 Microendo 合成個性化生物肥料。它識別生活在植物周圍或植物內(nèi)部的微生物，以根據(jù)其需求定制有機肥料。這可以改善植物健康并恢復作物的原始微生物群。此外，在此過程中使用原始微生物可以提高作物的免疫力并減少對其他農(nóng)用化學品的需求。該初創(chuàng)公司
還提供 AgaveProtect，這是一種基于龍舌蘭植物自身微生物群的生物肥料。農(nóng)民用它來保護農(nóng)作物免受芽腐病和乙烯過量產(chǎn)生的影響，從而導致植物應激。

Indigo Agriculture 是一家美國生物技術公司，致力于開發(fā)植物微生物和其他生物投入品，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量并減少農(nóng)業(yè)中合成化學品的使用。Indigo Agriculture 開發(fā)了一系列微生物產(chǎn)品，可應用于種子或土壤，以提高作物產(chǎn)量和恢復力。這些產(chǎn)品包括提高植物養(yǎng)分吸收和脅迫耐受性的根際細菌，以及預防害蟲和疾病的內(nèi)生菌。Indigo Agriculture啟動了一項名為 Indigo Carbon 的計劃，該計劃使農(nóng)民能夠通過再生農(nóng)業(yè)實踐將碳封存在土壤中。該計劃為采取這些做法的農(nóng)民提供激勵，并可以通過減少溫室氣體排放來幫助緩解氣候變化。Indigo Agriculture 的工作重點是開發(fā)可持續(xù)和創(chuàng)新的解決方案，以提高作物產(chǎn)量、減少合成化學品的使用并緩解氣候變化。他們的工作有可能徹底改變農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，并幫助解決全球糧食生產(chǎn)面臨的一些最大挑戰(zhàn)。

Microendo 位于哈利斯科州，在了解客戶的需求后，利用客戶植物中存在的微生物群來生產(chǎn)定制生物肥料。定制的生物肥料是有機的，針對每種作物定制，自然有助于提高作物的產(chǎn)量和健康。

微生物技術正處于快速發(fā)展階段，其環(huán)保、高效的特點契合當代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求。領先企業(yè)也在持續(xù)布局該領域。隨著技術不斷成熟和產(chǎn)業(yè)化進程的推進，微生物技術有望再次引領農(nóng)資產(chǎn)業(yè)的變革浪潮，成為推動綠色農(nóng)業(yè)的重要力量。

無中生有的神奇解決方案 - 合成生物學

合成生物學是一門正在蓬勃發(fā)展的新興學科，它試圖通過設計和重新設計生物系統(tǒng)，來″無中生有″地創(chuàng)造出新的生命形式和生物功能。在農(nóng)業(yè)領域，合成生物學也帶來了革命性的應用前景。

合成生物學的目標是構(gòu)建新的生物部件、路徑、網(wǎng)絡和系統(tǒng)。它集成了多學科前沿理論和技術，主要包括基因合成、基因編輯、生物信息學、系統(tǒng)生物學、自動化高通量實驗平臺等。合成生物學可進行非天然遺傳要素設計、基因組合成、代謝通路重構(gòu)等，實現(xiàn)定向創(chuàng)制生物學功能模塊。

在農(nóng)業(yè)生物技術領域，合成生物學帶來三方面的應用機遇：

第一，設計新的微生物肥料和生防產(chǎn)品。利用合成生物學可實現(xiàn)對微生物基因組和代謝途徑的規(guī)劃設計，獲得新的菌株型號。這些″設計菌″可用于提高土壤肥力、固氮作用、促進植物生長等。第二，生產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)活性成分。合成生物學平臺可用于高密度發(fā)酵生產(chǎn)植物保護類物質(zhì)、生長素等多種活性成分，降低生產(chǎn)成本。第三，培育新型作物品種。可借助基因合成、編輯技術進行多基因組改組，獲得全新型號作物。或通過設計馴化微生物改造植物微生物組，提高適應性。

主要企業(yè)也看好合成生物學的應用前景：

Bioheuris 是一家阿根廷初創(chuàng)公司，將合成生物學和基因編輯結(jié)合起來開發(fā)抗除草劑作物。除草劑是控制雜草的一種解決方案，但對植物有毒。因此，該初創(chuàng)公司致力于開發(fā)混合除草劑的解決方案，以避免在田間重復使用單一除草劑。其技術平臺識別突變并部署組織培養(yǎng)和基因編輯以增強植物除草劑抗性。該初創(chuàng)公司還開發(fā)了除草劑組合，以延緩雜草對這些除草劑產(chǎn)生抗藥性的進化。這可以改善作物壽命并為雜草提供可持續(xù)的管理解決方案。

波蘭初創(chuàng)公司 Microbe Plus 致力于開發(fā)一種生物基活化劑，可以保護植物免受病原體侵害。它利用 DNA 測試等分子生物學技術來及早檢測病原體的存在。它還使用 DNA 測試來確定病原體對殺蟲劑的潛在抗性。這使得農(nóng)民能夠采取積極主動的方式保護作物。此外，該初創(chuàng)公司還精心選擇最佳土壤施肥劑量，為植物生長階段提供支持。這確保了更好的作物品質(zhì)和植物抗病性。

5Metis 位 于 美 國 北 卡 羅 來 納 州， 是 Boragen 和AgriMetis 平臺的結(jié)合體。該聯(lián)盟將硼基小分子發(fā)現(xiàn)和合成生物學結(jié)合起來，創(chuàng)造新的行動模式，促進作物保護和作物保護健康。

綜上所述，合成生物學開啟了農(nóng)業(yè)生物技術領域的新篇章。它可突破性地創(chuàng)建前所未有的生物組件和系統(tǒng)，提供可持續(xù)解決方案。隨著關鍵技術的成熟和不斷降低的設計與生產(chǎn)成本，合成生物學在農(nóng)業(yè)市場中的影響力還將持續(xù)擴大。它有望成為驅(qū)動新一輪農(nóng)業(yè)變革的強大創(chuàng)新引擎。

生物農(nóng)藥新選擇 - 生物信息素

作為一類新興的綠色農(nóng)藥，信息素憑借其高效、環(huán)保的特性，有望成為傳統(tǒng)化學農(nóng)藥的理想替代品。近年來，信息素農(nóng)藥快速崛起，有望引領生物農(nóng)藥領域的新趨勢。信息素是昆蟲釋放并感知的一類信號分子，可影響同種族個體的行為和生理。信息素具有量低效強、目標專一性的特征。利用合成信息素操縱害蟲生長繁殖，是一種綠色環(huán)保的新型殺蟲技術。

信息素農(nóng)藥主要有以下應用優(yōu)勢：

首先，高效低毒。信息素屬于誘導類農(nóng)藥，通過干擾害蟲正常生活來起效，毒性極低。相比化學農(nóng)藥，信息素殺蟲量低 1000 倍以上。其次，無殘留污染。信息素分子量小，易降解，不會殘留污染環(huán)境。還可避免化學農(nóng)藥可能產(chǎn)生的農(nóng)產(chǎn)品污染。再者，不產(chǎn)生抗藥性。信息素以生物途徑起效，不會像化學農(nóng)藥那樣導致昆蟲抗藥性。還可控制一些已對常規(guī)農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的害蟲種群。最后，對非目標生物影響小。信息素具有高度專一性，僅針對目標害蟲，不會影響到對生態(tài)環(huán)境有益的非目標生物。

主要企業(yè)也加速信息素產(chǎn)品的研發(fā)：

ISCA 提供利用天然物質(zhì)改變昆蟲行為的作物保護解決方案。該公司的突破性技術利用生物通訊器的潛力來改變昆蟲活動，例如引誘授粉媒介到特定作物、引誘害蟲到陷阱和誘餌、干擾特定交配行為以及驅(qū)除害蟲遠離目標植物。

美國公司 Suterra 在 25 年前以 CheckMate Puffer 品牌開發(fā)的，但直到最近才在拉丁美洲的主要害蟲上商業(yè)化。它是一種小型技術設備，可以根據(jù)感興趣的害蟲定期釋放信息素。這些氣溶膠也不會在農(nóng)作物上留下殘留物，因此，它們不會在水果出口時造成問題。Puffer 由氣霧劑組成，插入帶有電池的柜子中，具有很強的耐極端溫度、灰塵、水和污垢的能力。它的安裝是在隆冬時節(jié)在作物冠層的高度進行的。與其他在較高溫度下擴散加劇的被動信息素分配器不同，Puffer 不受熱或冷的影響，僅在編程期間釋放一定劑量的信息素，因此，避免了產(chǎn)品浪費并確保設備有足夠的信息素來覆蓋害蟲循環(huán)。

過去三十年來， Bioglobal 一直致力于信息素研究。Bioglobal 設計、開發(fā)并生產(chǎn)了針對蘋果蠹蛾、東方果蛾和淺棕色蘋果蛾的信息素治療劑。這些交配干擾產(chǎn)品已在澳大利亞、新西蘭、南非、中國等國家注冊。Bioglobal 是一家在中國成功獲得第一個用于控制蘋果蠹蛾和東方果蛾的交配干擾分配器注冊的公司，這是一次破冰之旅。

Provivi Inc. 是一家突破性的科學公司，致力于開發(fā)可擴展、更安全的昆蟲控制技術，從而改善全人類和世界的生活質(zhì)量。它是有效防治害蟲和作物保護的天然信息素解決方案的先驅(qū)。

M2i Life Sciences 是化學行業(yè)的參與者，涉足動物健康、作物健康和人類健康的生物防治領域。生物控制是所有生物保護方法的術語，這些方法復制種內(nèi)行為模式和調(diào)節(jié)生物侵略者的自然機制。

信息素農(nóng)藥擁有綠色環(huán)保、高效專一的獨特優(yōu)勢，有望成為新的生物農(nóng)藥選擇。它可替代部分化學農(nóng)藥，有助于化解殘留毒性等問題，推動農(nóng)藥使用朝綠色可持續(xù)方向轉(zhuǎn)型。目前，信息素農(nóng)藥還處于研發(fā)和小范圍試驗階段，還需經(jīng)過全面評估才能進入大規(guī)模商業(yè)應用，監(jiān)管部門也在謹慎評估其環(huán)境影響。隨著研究不斷深入，信息素農(nóng)藥有望在未來 5-10 年內(nèi)成為市場新的亮點。屆時，也需要建立完善的監(jiān)管標準，在鼓勵創(chuàng)新與保障生態(tài)安全之間取得平衡。

除了上述生物技術具體的細分技術以外，還有其他的生物技術被用在農(nóng)業(yè)當中，包括 RNAi、表型分析、生物信息學、生物芯片和轉(zhuǎn)基因種子等。