生物技術(shù)改變生活

韓忍冬

科學(xué)技術(shù)水平的提高，為我國(guó)生物技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展提供了良好的契機(jī)，使生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有再到逐步興起的技術(shù)轉(zhuǎn)變，并在多個(gè)領(lǐng)域取得了有目共睹的成績(jī)。

“刷臉過(guò)閘機(jī)，真方便?！痹谏钲谝患一ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)工作的95后小伙溫思敬，提起在深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)的乘機(jī)體驗(yàn)時(shí)不斷稱贊。由于工作業(yè)務(wù)繁忙，他經(jīng)常乘機(jī)出差，自從機(jī)場(chǎng)實(shí)行智慧安檢后，他過(guò)安檢無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)了。

在貴州省黔西南布依族苗族自治州安龍縣的一個(gè)木耳種植基地里，村民們正忙著采摘新鮮的木耳，在經(jīng)過(guò)裝筐、稱重后，運(yùn)到附近的曬場(chǎng)。這是貴州富士輝生物科技有限公司通過(guò)“公司+合作社+基地+農(nóng)戶”模式，大力發(fā)展香菇、木耳等食用菌種植，帶動(dòng)群眾增收致富的一個(gè)日常。

農(nóng)作物不施農(nóng)藥被蟲吃，施了農(nóng)藥影響生態(tài)環(huán)境，綠色農(nóng)業(yè)需要生物農(nóng)藥的參與，生物農(nóng)藥的蓬勃發(fā)展已成事實(shí)……

現(xiàn)如今，我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平有了大幅度的提升。這為我國(guó)生物技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展提供了良好的契機(jī)，使生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有再到逐步興起的技術(shù)轉(zhuǎn)變，并在多個(gè)領(lǐng)域取得了有目共睹的成績(jī)。

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是運(yùn)用基因工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、酶工程以及分子育種等生物技術(shù)，改良動(dòng)植物及微生物品種生產(chǎn)性狀、培育動(dòng)植物及微生物新品種、生產(chǎn)生物農(nóng)藥獸藥與疫苗的新技術(shù)。

中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，是農(nóng)作物和農(nóng)耕文化的最早起源地。近些年來(lái)，隨著我國(guó)生物技術(shù)水平的提高，人們開(kāi)始將其投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。這使得我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐漸由低效益、高污染、高資源依存型轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝б?、綠色低碳、高科技支撐型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，加快了我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐。

生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要有植物種業(yè)、生物繁殖、生物固氮、生物飼料、生物農(nóng)藥、生物獸藥、生物肥料等。如今，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)已是農(nóng)業(yè)大國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，中國(guó)也正在努力。

例如種業(yè)，是農(nóng)業(yè)皇冠上的明珠，被譽(yù)為農(nóng)業(yè)芯片。改革開(kāi)放之前，中國(guó)農(nóng)業(yè)用種主要依靠農(nóng)民自選、自留。自1979年以后，種子生產(chǎn)專業(yè)化，開(kāi)始以縣為單位統(tǒng)一供種。2000年，以“種子工程”啟動(dòng)為標(biāo)志，種業(yè)開(kāi)始真正成為產(chǎn)業(yè)。可以說(shuō)，中國(guó)種業(yè)用20年時(shí)間走過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家上百年的發(fā)展道路。

早在2004年，一份權(quán)威報(bào)告就指出：中國(guó)等幾個(gè)最大的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國(guó)將逐漸在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先世界。其中，當(dāng)時(shí)中國(guó)種植了370萬(wàn)公頃的生物技術(shù)棉花，占全球生物技術(shù)棉花種植面積總量的5%。

先后主持國(guó)家“863計(jì)劃”、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)研究項(xiàng)目的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物遺傳育種與種子科學(xué)系教授尤明山表示，如今我國(guó)的自主選育品種占比高達(dá)95%，“中國(guó)糧”用“中國(guó)種”的目標(biāo)已基本實(shí)現(xiàn)，我國(guó)現(xiàn)代育種工作從理論發(fā)展、育種技術(shù)等方面與西方不存在差距。

“十三五”期間，農(nóng)業(yè)科技取得一大批標(biāo)志性、突破性成果，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率突破60%，農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率超過(guò)71%，農(nóng)作物良種覆蓋率穩(wěn)定在96%以上，畜禽糞污綜合利用率超過(guò)75%，支撐保障糧食年產(chǎn)量穩(wěn)定在1.3萬(wàn)億斤以上，整體研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家差距逐步縮小。

《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》明確，“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、現(xiàn)代種業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、動(dòng)物防疫和農(nóng)作物病蟲害防治、農(nóng)業(yè)面源污染、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流設(shè)施、鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施以及農(nóng)村人居環(huán)境整治提升”是“十四五”重點(diǎn)提升的8個(gè)方向。這8個(gè)方向也正是“十四五”農(nóng)業(yè)科技發(fā)力的重點(diǎn)領(lǐng)域。

隨著農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的革命性和顛覆性的逐漸顯現(xiàn)，未來(lái)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將會(huì)成為制勝市場(chǎng)的新武器，也必將會(huì)重新劃分世界農(nóng)業(yè)新格局。

醫(yī)藥生物技術(shù)生命的科技長(zhǎng)城

生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用促進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)工程和生物醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展。

生物醫(yī)學(xué)興起于20世紀(jì)50年代，是綜合醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)和生物學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的前沿交叉學(xué)科，基本任務(wù)是運(yùn)用生物學(xué)及工程技術(shù)手段研究和解決生命科學(xué)，特別是醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題，是關(guān)系到提高醫(yī)療診斷水平和人類自身健康的重要工程領(lǐng)域，包括醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、康復(fù)工程、組織工程、生物影像學(xué)、可穿戴醫(yī)療設(shè)備等細(xì)分領(lǐng)域。

生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是指將基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程及蛋白質(zhì)工程等生物技術(shù)的研究成果應(yīng)用于制藥行業(yè)，制造市場(chǎng)可流通藥品并規(guī)?；a(chǎn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)體的總和。

制藥產(chǎn)業(yè)與生物醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的兩大支柱。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)由生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)共同組成。

生物醫(yī)藥屬于國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，近幾年在傳統(tǒng)的中藥制藥和化學(xué)制藥的基礎(chǔ)上，隨著技術(shù)的不斷革新，涌現(xiàn)出生物醫(yī)藥、基因測(cè)序等新型制藥技術(shù)和診斷方法，帶動(dòng)醫(yī)藥生物行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。

與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥行業(yè)起步較晚但發(fā)展迅速。國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步發(fā)展，經(jīng)歷2005年-2015年的快速發(fā)展階段后，從2015年開(kāi)始進(jìn)入爆發(fā)增長(zhǎng)階段。

比如生物制藥行業(yè)，具有很高的資金壁壘和技術(shù)壁壘，與傳統(tǒng)化學(xué)制藥工藝相比，企業(yè)需要更高的制藥技術(shù)水平和藥物創(chuàng)新能力。目前，國(guó)內(nèi)生物制藥行業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已有重組人胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素等20余種重組蛋白質(zhì)類藥物上市。

數(shù)據(jù)顯示，2015年-2019年，我國(guó)工業(yè)規(guī)模以上醫(yī)藥制造企業(yè)利潤(rùn)總額穩(wěn)步增長(zhǎng)，由2627.3億元上升至3119.5億元;2020年1月-11月我國(guó)工業(yè)規(guī)模以上醫(yī)藥制造企業(yè)利潤(rùn)總額達(dá)3145.6億元，同比增長(zhǎng)11.9%。

近年來(lái)，支撐醫(yī)療行業(yè)崛起的基礎(chǔ)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)配套已初步成熟，醫(yī)療行業(yè)即將迎來(lái)爆發(fā)。海外人才的回歸，為中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)研發(fā)提供了強(qiáng)大的專業(yè)人才保障，中國(guó)生物醫(yī)藥技術(shù)迎來(lái)突破契機(jī)。

如今，多地將生物醫(yī)藥納入“十四五”專項(xiàng)規(guī)劃，進(jìn)一步引導(dǎo)企業(yè)突破核心技術(shù)，依托重大科技專項(xiàng)、制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展專項(xiàng)等加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品攻關(guān)，加強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際合作，有力有效解決“卡脖子”問(wèn)題，為構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

工業(yè)生物技術(shù)開(kāi)啟新的工業(yè)時(shí)代

工業(yè)生物技術(shù)是進(jìn)行大規(guī)模的物質(zhì)加工與轉(zhuǎn)化的先進(jìn)制造技術(shù)，主要包括生物基化學(xué)品、生物基材料、生物燃料、生物環(huán)保等，涉及食品、能源等許多重要的工業(yè)領(lǐng)域。

從19世紀(jì)到20世紀(jì)，人類的化學(xué)工業(yè)文明取得了輝煌成就，其主要特征是以化石資源為物質(zhì)基礎(chǔ)。

2000年，聚乳酸上市標(biāo)志著工業(yè)生物技術(shù)（也稱為白色生物技術(shù)，White Biotechnology）的開(kāi)啟。此后，一個(gè)以生物催化和生物轉(zhuǎn)化為特征，以生物能源、生物材料、生物化工、生物冶金等為代表的現(xiàn)代工業(yè)體系逐漸形成，在全球范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)新的現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)革命。

工業(yè)生物技術(shù)是人類由化石（碳?xì)浠衔铮┙?jīng)濟(jì)向生物（碳水化合物）經(jīng)濟(jì)過(guò)渡的必要工具，是解決人類目前面臨的資源、能源及環(huán)境危機(jī)的有效手段。

近年來(lái)，全球的生物技術(shù)發(fā)展速度迅猛，早已成為高科技的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一，越來(lái)越多地應(yīng)用于基礎(chǔ)化學(xué)品及其聚合物，乃至特殊化學(xué)品的生產(chǎn)。

我國(guó)生物發(fā)酵行業(yè)的產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)了國(guó)際領(lǐng)先地位。《中國(guó)工業(yè)生物技術(shù)白皮書2019》分析指出，近年來(lái)，全球加強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略布局，多方位促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型，共同繪制可持續(xù)發(fā)展藍(lán)圖，工業(yè)生物技術(shù)已取得長(zhǎng)足發(fā)展。與此同時(shí)，中國(guó)研發(fā)人員在國(guó)際知名綜合性學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了多項(xiàng)有影響力的研究成果。2016年-2018年，中國(guó)在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)文總量居世界第一;中國(guó)總計(jì)公開(kāi)了發(fā)明申請(qǐng)75210件，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到16%，其中發(fā)明專利授權(quán)20686件。中國(guó)是目前最大的專利受理國(guó)（32%），也是僅次于美國(guó)的專利來(lái)源國(guó)。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，中國(guó)已形成具有一定國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)生物技術(shù)核心研發(fā)力量。

例如，生物脫硫技術(shù)是一種在常溫常壓下利用微生物菌去除雜環(huán)化合物中結(jié)合的有機(jī)硫的一種新技術(shù)。經(jīng)生物脫硫后的油品基本可以達(dá)到抗氧化性好、熱穩(wěn)定性好、硫含量低的目的。早在1948年美國(guó)就有了生物脫硫的專利，但一直沒(méi)有工業(yè)化成功脫除烴類硫化物的實(shí)例。

2021年5月12日，玉門油田煉化總廠轉(zhuǎn)型升級(jí)項(xiàng)目組主任伍國(guó)勇興奮地告訴媒體：“目前，微生物脫硫技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用已完成，我們是第一個(gè)吃螃蟹的人，有信心將此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步完善優(yōu)化，為特種油品煉廠建設(shè)做好技術(shù)儲(chǔ)備。此項(xiàng)技術(shù)作為加氫技術(shù)補(bǔ)充，對(duì)部分特種油品基礎(chǔ)油精制效果十分理想?！?/p>

再比如，生物質(zhì)能源是重要的可再生能源。未來(lái)隨著國(guó)家加快發(fā)展可再生能源，生物質(zhì)能發(fā)電發(fā)展前景較好，發(fā)展空間巨大，保守估計(jì)2026年，全社會(huì)用電量為8.79萬(wàn)億千瓦時(shí)，可再生能源發(fā)電量為2.81萬(wàn)億千瓦時(shí)，生物質(zhì)能年發(fā)電量占可再生能源發(fā)電量的13.64%，則2026年生物質(zhì)能發(fā)電量約為3834億千瓦時(shí)，較2020年的1326萬(wàn)千瓦時(shí)實(shí)現(xiàn)翻番。

生物識(shí)別技術(shù)更多場(chǎng)景正被打開(kāi)

近年來(lái)，生物識(shí)別技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。據(jù)沙利文咨詢統(tǒng)計(jì)，在市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展的雙重推動(dòng)下，生物識(shí)別技術(shù)在全球范圍取得了快速的發(fā)展，全球生物識(shí)別市場(chǎng)規(guī)模從2016年的126億美元上升至2020年的240億美元，預(yù)計(jì)2021年生物識(shí)別行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)286億美元。

在我國(guó)，生物識(shí)別各類應(yīng)用場(chǎng)景也正在逐步被打開(kāi)，人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、生物識(shí)別、步態(tài)識(shí)別也正在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、居民社區(qū)、商業(yè)大樓等場(chǎng)所得到推廣普及。綜合來(lái)看，生物識(shí)別技術(shù)就是利用人體固有的生理特征（如虹膜、靜脈、人臉等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）通過(guò)計(jì)算機(jī)和光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器等高科技手段緊密結(jié)合來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份識(shí)別。

生物識(shí)別市場(chǎng)按主要應(yīng)用板塊可分為生物識(shí)別芯片制造、生物識(shí)別設(shè)備及解決方案。中國(guó)生物識(shí)別技術(shù)及市場(chǎng)應(yīng)用的發(fā)展主要增長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)源于行業(yè)信息化需求、應(yīng)用場(chǎng)景的不斷豐富和消費(fèi)電子類產(chǎn)品所帶動(dòng)的生物識(shí)別芯片制造的發(fā)展。

據(jù)沙利文咨詢統(tǒng)計(jì)，2019年中國(guó)生物識(shí)別市場(chǎng)中生物識(shí)別設(shè)備及配套解決方案市場(chǎng)占比為59.8%，生物識(shí)別芯片制造市場(chǎng)占比為40.2%。其中，身份認(rèn)證、出入口管理和辦公領(lǐng)域是生物識(shí)別設(shè)備及配套解決方案市場(chǎng)中主要的應(yīng)用領(lǐng)域，2019年占生物識(shí)別設(shè)備及配套解決方案的市場(chǎng)份額比例依次為38.8%、23.9%和8.2%。

我國(guó)生物識(shí)別身份認(rèn)證行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從2016年的20億元增長(zhǎng)為2020年的37億元，預(yù)計(jì)將于2021年年底達(dá)到44億元;生物識(shí)別出入口管理市場(chǎng)規(guī)模從2016年的32億元上升至2020年的62億元，預(yù)計(jì)2021年年底可達(dá)75億元;生物識(shí)別辦公市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將進(jìn)一步擴(kuò)大至2021年年底的16億元。

5G、AR、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)與生物識(shí)別技術(shù)的結(jié)合，無(wú)疑會(huì)促進(jìn)新的消費(fèi)需求實(shí)現(xiàn)落地，賦能垂直產(chǎn)業(yè)。全息影像通話、基于眼球追蹤的廣告分析、可穿戴設(shè)備生物特征身份識(shí)別等應(yīng)用場(chǎng)景，都會(huì)為消費(fèi)者帶來(lái)更多舒適、新奇的體驗(yàn)。

事實(shí)上，生物技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域無(wú)處不在，隨著科技的進(jìn)步，將被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于生物多樣性保護(hù)、人類健康、環(huán)境污染防治，和環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)在攻克環(huán)境保護(hù)的科技難關(guān)中有廣闊的發(fā)展前景。

如今，中國(guó)在生物技術(shù)領(lǐng)域取得了全球矚目的成績(jī)，逐漸培育出了一些領(lǐng)跑世界的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。清華大學(xué)國(guó)際生物經(jīng)濟(jì)中心主任王宏廣認(rèn)為，生物經(jīng)濟(jì)將會(huì)是我們?cè)谥圃鞓I(yè)大國(guó)、農(nóng)業(yè)大國(guó)之后，成為世界第一大經(jīng)濟(jì)體，并長(zhǎng)期保持世界第一大經(jīng)濟(jì)體的一個(gè)決定性的因素。