刊首語

隨著石油等化石資源的迅速消耗和由此引起的環(huán)境生態(tài)的迅速惡化，能源、資源、環(huán)境問題成為制約21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。開發(fā)新的可持續(xù)再生的替代資源已成為世界各國(guó)的緊迫任務(wù)。生物質(zhì)是地球上唯一可大規(guī)模再生的有機(jī)碳資源，利用現(xiàn)代生物技術(shù)將其中非糧的木質(zhì)纖維素部分降解，轉(zhuǎn)化為液體燃料和大宗化學(xué)品，可以有效地緩解能源資源緊缺，開拓新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，增加就業(yè)崗位，促進(jìn)三農(nóng)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。因此，世界各國(guó)都將此列為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，一直在投巨資開發(fā)相關(guān)技術(shù)。然而，木質(zhì)纖維素資源的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物降解轉(zhuǎn)化的效率難以適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化的要求，急需針對(duì)生物質(zhì)抗降解屏障與生物轉(zhuǎn)化的難點(diǎn)，圍繞其中的關(guān)鍵科學(xué)問題開展深入研究。

2011年，科技部批準(zhǔn)立項(xiàng)了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“木質(zhì)纖維素資源高效生物降解轉(zhuǎn)化中的關(guān)鍵科學(xué)問題研究”(2011CB707400)項(xiàng)目。項(xiàng)目組織山東大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)、清華大學(xué)及中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所、微生物研究所、青島生物能源與過程研究所、植物生理生態(tài)研究所、天津工業(yè)生物技術(shù)研究所、大連化學(xué)物理研究所十家優(yōu)勢(shì)研究單位(包含5個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和2個(gè)國(guó)家工程技術(shù)研究中心)的數(shù)十位科技工作者，共同開展了相關(guān)研究。項(xiàng)目圍繞纖維素類生物質(zhì)如何抗生物降解、微生物如何攻擊植物的抗降解屏障及破解抗性屏障和提高轉(zhuǎn)化效率的可能途徑3個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，設(shè)置了植物生物質(zhì)抗生物降解屏障解析與破解途徑探索，木質(zhì)纖維素生物降解多樣性、新降解因子及相關(guān)機(jī)理，真菌游離酶系纖維素降解機(jī)理、酶系合成調(diào)控與高效酶系重構(gòu)，細(xì)菌酶復(fù)合體纖維素降解轉(zhuǎn)化機(jī)理和纖維小體的解析、重構(gòu)，纖維降解組分高效生物轉(zhuǎn)化的代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控與改造，木質(zhì)纖維素降解轉(zhuǎn)化過程強(qiáng)化的工程學(xué)原理與方法6個(gè)課題，期望能為相關(guān)技術(shù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

三年來，在楊勝利院士、歐陽平凱院士、趙國(guó)屏院士、曹竹安教授、高滋教授、朱坦教授、東秀珠研究員、孫潤(rùn)倉(cāng)教授等專家的指導(dǎo)和幫助下，項(xiàng)目進(jìn)展順利，取得了包括國(guó)家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)、數(shù)十篇研究論文和專利等在內(nèi)的一系列重要的研究成果。在《生物過程工程》主編歐陽平凱院士的鼓勵(lì)和提議下，我們把973項(xiàng)目的部分進(jìn)展匯集成冊(cè)，編輯成了這本專刊。感謝編輯們?yōu)楸究某霭孀龀龅男燎谂?希望通過這本?？寚?guó)內(nèi)的同行們更多地關(guān)注和了解相關(guān)的研究進(jìn)展，推動(dòng)這項(xiàng)偉大事業(yè)取得更大進(jìn)步。

木質(zhì)纖維素資源的高效利用轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，對(duì)于我們這樣一個(gè)人口眾多、能源和資源緊張的國(guó)家具有十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。三年來，國(guó)內(nèi)外木質(zhì)纖維素生物降解轉(zhuǎn)化的研究局勢(shì)已經(jīng)發(fā)生了巨大變化:M＆G公司和諾維信公司在意大利合作建起了年產(chǎn)6萬t纖維素乙醇的商業(yè)規(guī)模工廠，并于2013年10月9日正式開工運(yùn)行;國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)2012年10月批準(zhǔn)山東龍力生物科技公司建設(shè)的年產(chǎn)5萬t纖維素乙醇的玉米芯生物煉制工廠已經(jīng)投入了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng);河南天冠集團(tuán)建設(shè)的3萬t級(jí)秸稈乙醇工廠最近也開始了試運(yùn)行。這些進(jìn)展顯示，盡管仍有很多基礎(chǔ)問題還沒有得到很好的解決，但巨大的社會(huì)需求已經(jīng)推動(dòng)木質(zhì)纖維素生物煉制技術(shù)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化階段。進(jìn)一步加快相關(guān)的基礎(chǔ)研究進(jìn)展，為新產(chǎn)業(yè)更快更穩(wěn)定的發(fā)展壯大夯實(shí)理論與技術(shù)基礎(chǔ)，成為了十分緊迫的任務(wù)。而目前系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)等現(xiàn)代生物學(xué)和生物技術(shù)的快速發(fā)展則為我們的深入研究提供了強(qiáng)有力的科學(xué)工具。我真誠(chéng)地希望，通過更多研究人員的積極參與和努力奉獻(xiàn)，最終我們一定會(huì)在我國(guó)建立起大規(guī)模利用木質(zhì)纖維素資源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)液體燃料和大宗化學(xué)品的新型工業(yè)體系，為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)的可持續(xù)循環(huán)發(fā)展作出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2014年新春就要到了，祝同行們新春快樂、萬事如意!也祝我們的社會(huì)欣欣向榮、永續(xù)發(fā)展!