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积极推动生物育种产业化扩面提速

人民论坛 2024年第18期 88-92页

作者：张琦北京师范大学中国乡村振兴与发展研究中心

当前,新一轮种业科技革命正在兴起,生物育种已经成为全球种业竞争的核心,推动生物育种产业化扩面提速,不仅是提升我国农业核心竞争力的战略举措,还是促进我国现代种业高质量发展、保障国家粮食安全、实现乡村全面振兴、加快建设农业强... 详细信息

当前,新一轮种业科技革命正在兴起,生物育种已经成为全球种业竞争的核心,推动生物育种产业化扩面提速,不仅是提升我国农业核心竞争力的战略举措,还是促进我国现代种业高质量发展、保障国家粮食安全、实现乡村全面振兴、加快建设农业强国的必然选择。现阶段我国生物育种产业的基础研究水平已位居世界前列、政策法规体系已初步形成、推广应用工作正有序推进,但仍面临着技术原始创新能力不足、科技创新体系不健全、知识产权保护不力等挑战。应从创新关键核心技术、深入推进科企协作、加强知识产权保护三个方面着手,推动生物育种产业化扩面提速,进而攥紧“中国种子”、端稳“中国饭碗”。

关键词：生物育种粮食安全乡村全面振兴

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人工小RNA调控元件在合成生物学中的应用

生物工程学报 2022年第7期38卷 2459-2476页

作者：张芬芳孙韬陈磊张卫文天津大学化工学院合成微生物学实验室天津300072 教育部系统生物工程重点实验室天津300072 教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 天津大学生物安全战略研究中心天津300072

合成生物学通过改造天然系统或创造生物元件、模块和系统赋予生命体新的功能,为农业、能源、制造业及医学进步带来了巨大推动力。对元件、模块或系统的精准、定量及高效调控将对合成生命系统的控制至关重要。细菌小RNA是一类长度在50–3... 详细信息

合成生物学通过改造天然系统或创造生物元件、模块和系统赋予生命体新的功能,为农业、能源、制造业及医学进步带来了巨大推动力。对元件、模块或系统的精准、定量及高效调控将对合成生命系统的控制至关重要。细菌小RNA是一类长度在50–300 bp且通常不具备翻译能力的功能小分子,在环境胁迫响应、代谢变化适应和细菌毒力控制过程中发挥着不可替代的调控作用。近年来,基于天然小RNA设计构建的人工小RNA调控元件的工作日益丰富,实现了对目的基因甚至通路的有效抑制或激活。人工小RNA分子小、灵活性高,可程序化且易于设计,几乎不会对宿主细胞造成代谢负担,因此在合成生物学中具备广泛应用前景。为促进对人工小RNA的机理理解及应用拓展,本文围绕若干人工小RNA调控元件进行了系统介绍及比较;此外,总结了其在合成生物学中的代表性应用;最后,对其未来优化方向进行了讨论。

关键词：非编码人工小RNA 基因抑制基因激活智能调控

人工微生物混菌系统机制解析中的组学应用及进展

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生物工程学报 2022年第2期38卷 460-477页

作者：国陶红宋馨宇陈磊张卫文天津大学化工学院合成微生物学实验室天津300072 教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 教育部系统生物工程重点实验室天津300072 天津大学生物安全战略研究中心天津300072

人工微生物混菌系统的生物工程应用价值日益受到重视,使得对于混菌系统中成员菌间的相互作用机制研究也成为近年来的一个热点。其研究结果一方面可以为现有人工混菌系统的进一步优化提供理论依据,另一方面也为全新混菌系统的人工构建提... 详细信息

人工微生物混菌系统的生物工程应用价值日益受到重视,使得对于混菌系统中成员菌间的相互作用机制研究也成为近年来的一个热点。其研究结果一方面可以为现有人工混菌系统的进一步优化提供理论依据,另一方面也为全新混菌系统的人工构建提供新的思路和策略,进而促进人工微生物混菌系统未来规模化应用。基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等研究方法能够高通量分析各种生物分子、提供大量的数据与信息,多组学分析可以获得混菌系统中细胞的“全景”,在揭示人工微生物混菌系统中各个成员间的相互作用的研究中有着特殊的意义。文中综述了近年来多种组学技术在人工微生物混菌系统机制解析中的应用及研究进展,从代谢网络、能量代谢、信号转导、膜转运、胁迫响应、混菌系统的稳定性以及结构合理性等方面探讨混菌系统机制解析的最新进展,以期为利用合成生物学、基因组编辑等新兴生物技术改造微生物混菌系统实现其工程化应用提供理论依据。

关键词：混菌系统相互作用组学机制解析

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实验室生物风险评估与管理发展历程和现状

实验技术与管理 2024年第2期41卷 256-262页

作者：刘波波黄翠梁慧刚宋冬林王文俊袁志明中国科学院武汉病毒研究所湖北武汉430071 中国科学院武汉文献情报中心湖北武汉430071 天津大学天津300072

风险管理是生物实验室安全管理的核心之一,风险评估则是实验室采取风险控制措施、建立安全管理体系和制定安全操作规程的依据,是生物风险管理的一个重要环节。文章系统梳理了生物风险评估与管理的起源与发展历程,回顾了风险评估活动从... 详细信息

风险管理是生物实验室安全管理的核心之一,风险评估则是实验室采取风险控制措施、建立安全管理体系和制定安全操作规程的依据,是生物风险管理的一个重要环节。文章系统梳理了生物风险评估与管理的起源与发展历程,回顾了风险评估活动从侧重于病原危害评估,到生物风险分析、风险控制措施的制定与生物风险管理的发展历程,以及在管理规范中引入相关国际标准,为构建科学规范生物安全管理体系提供了技术支撑,文章基于全球实验室生物风险评估与管理的发展现状,展望了全球实验室生物风险评估与管理的发展前景,以期为我国实验室生物风险评估与管理提供参考。

关键词：生物安全风险评估风险管理生物安全实验室实验室获得性感染

渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价:生态系统服务供需视角

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安全与环境学报 2024年第3期24卷 1200-1208页

作者：卢学强郑博洋连懿莫训强李洪远南开大学环境科学与工程学院天津300350 天津市跨介质复合污染环境治理技术重点实验室天津300350 天津市环境生物地球化学循环调控技术国际联合研究中心天津300350 南昌市发展和改革委员会南昌330000 天津师范大学地理与环境科学学院天津300380

研究以渤海湾为生态系统服务需求区,以渤海湾滨海地区为生态系统服务供给区,从生态系统服务供需的视角,以水资源、水环境、水生态为问题与目标维度构建了渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价体系。根据渤海湾生态问题,截污净化、产水量... 详细信息

研究以渤海湾为生态系统服务需求区,以渤海湾滨海地区为生态系统服务供给区,从生态系统服务供需的视角,以水资源、水环境、水生态为问题与目标维度构建了渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价体系。根据渤海湾生态问题,截污净化、产水量和生境质量3类指标被筛选为生态安全屏障功能的关键指标,并分别使用生态系统服务和权衡的综合评估模型(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs,InVEST)模型中的营养物迁移模型、产水量模型和生境质量模型进行评价。此外,对2000—2020年渤海湾滨海地区土地利用格局和截污净化、产水量、生境质量3类生态安全屏障功能指标的时空变化进行评价,并分析了生态安全屏障功能时空演变的驱动因素。研究的主要结果如下:(1)在20 a间渤海湾滨海地区,耕地、未利用地面积减少而建设用地和湿地面积增加,氮磷截留率和产水量增加,但生境质量下降。(2)渤海湾滨海地区综合生态安全屏障功能供给良好,但近年来呈下降趋势。(3)人类活动引起的土地利用变化是影响渤海湾滨海地区生态安全屏障功能时空演变的主要驱动力。研究对渤海湾滨海地区生态安全屏障功能评价方法及结果不仅可指导本区域生态建设,同时对其他区域的生态安全屏障功能评价具有借鉴意义。

关键词：环境学生态安全屏障生态系统服务渤海湾滨海地区生态系统服务和权衡的综合评估(InVEST)模型

实验室适应性进化技术在光合蓝细菌底盘工程中的研究进展

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生物工程学报 2023年第8期39卷 3075-3094页

作者：高嘉玮朱晓飞孙韬陈磊张卫文天津大学化工学院合成微生物学实验室天津300072 教育部系统生物工程重点实验室天津300072 教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 天津大学生物安全战略研究中心天津300072

蓝细菌是唯一可进行放氧光合作用的原核微生物,基于光合蓝细菌构建“自养型细胞工厂”具有广阔前景。但以蓝细菌作为底盘进行生物燃料及化学品的合成仍存在细胞耐受能力差、产量低等问题,导致实现工业化生产的经济可行性还比较低,亟需... 详细信息

蓝细菌是唯一可进行放氧光合作用的原核微生物,基于光合蓝细菌构建“自养型细胞工厂”具有广阔前景。但以蓝细菌作为底盘进行生物燃料及化学品的合成仍存在细胞耐受能力差、产量低等问题,导致实现工业化生产的经济可行性还比较低,亟需通过合成生物学等技术手段构建新的藻株。近年来,实验室适应性进化(adaptive laboratory evolution,ALE)已被用于底盘工程中,实现了优化生长速度、增加耐受性、加强底物利用和提高产品产量等目标。ALE在提高蓝细菌鲁棒性方面取得了一定进展,已获得了耐受高光、重金属离子、高盐和高浓度有机溶剂胁迫的进化藻株。但是,蓝细菌中的ALE策略效率相对较低,耐受各胁迫的分子机制并未阐释完全。本文综述了ALE相关技术策略及其在蓝细菌底盘工程中的应用,讨论了如何借鉴其他微生物中ALE手段,构建更大ALE突变文库、增加菌株的突变频率、缩短进化时间、探索多重胁迫耐受工程菌构建原则及研究策略等,高效解析进化菌株的突变体库,构建高产量、鲁棒性强的工程菌株等,以期未来促进蓝细菌底盘的改造及其工程菌的规模化应用。

关键词：光合蓝细菌实验室适应性驯化自养细胞工厂合成生物学

医疗废物小型化原位处置发展现状及商业模式分析

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环境工程 2024年第09期 276-284页

作者：陈冠益杨皓杰孙昱楠张筝杜红李健程占军颜蓓蓓天津商业大学机械工程学院环境能源+X创新实验室天津大学环境科学与工程学院生态环境部环境规划院无废社会创新中心天津商业大学管理学院天津市生物质废物利用重点实验室天津市生物质燃气/油技术工程研究中心天津市有机废物安全处置与能源利用工程研究中心

新冠肺炎疫情期间，全球医疗废物产生量急剧增加，同时也暴露出医疗废物应急处置缺陷。目前我国医疗废物常规处置需求已基本满足，但在应急情况、边远地区处置方面仍存在设施储备不足、管理依据缺失等问题。应对此问题，医疗废物小型化... 详细信息

新冠肺炎疫情期间，全球医疗废物产生量急剧增加，同时也暴露出医疗废物应急处置缺陷。目前我国医疗废物常规处置需求已基本满足，但在应急情况、边远地区处置方面仍存在设施储备不足、管理依据缺失等问题。应对此问题，医疗废物小型化原位处置技术被广泛研发并投入应用，以解决部分地区医疗废物应急处置、远距离运输以及产生源分散等带来的环境与健康风险。基于我国医疗废物处置现状，梳理现存问题，比较分析了医疗废物小型化原位处置技术，并结合医疗废物集中处置方面的商业模式，对小型化原位处置商业模式进行探讨，以期为医疗废物小型化原位处置技术的应用与推广提供参考。

关键词：医疗废物应急处置原位处置技术商业模式

医疗废物小型化原位处置发展现状及商业模式分析

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环境工程 2024年

新冠肺炎疫情期间，全球医疗废物产生量急剧增加，同时也暴露出医疗废物应急处置缺陷。目前我国医疗废物常规处置需求已基本满足，但在应急情况、边远地区处置方面仍存在设施储备不足、管理依据缺失等问题。应对此问题，医疗废物小型化原位处置技术被广泛研发并投入应用，以解决部分地区医疗废物应急处置、远距离运输以及产生源分散等带来的环境与健康风险。基于我国医疗废物处置现状，梳理现存问题，比较分析了医疗废物小型化原位处置技术，针对其推广应用，结合医疗废物集中处置方面商业模式对小型化原位处置商业模式进行探讨，以期为医疗废物小型化原位处置技术的应用与推广提供参考。

关键词：医疗废物应急处置原位处置技术商业模式

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新工科背景下高校生物安全人才培养体系建设

生物工程学报 2022年第5期38卷 2003-2011页

作者：宋馨宇宋洁张卫文天津大学生物安全战略研究中心天津300072 教育部合成生物学前沿科学中心天津300072 教育部系统生物工程重点实验室天津300072 天津大学化工学院合成微生物学实验室天津300072 天津大学法学院天津300072

近年来,全球生物安全形势日趋严峻,重大传染病疫情、生物技术误用和谬用、生物武器等生物安全威胁不断显现,生物安全已跃升为我国国家安全的重要组成部分;而与此同时,生物安全作为一门新兴的交叉型学科,其教育体系的建立与完善还处于起... 详细信息

近年来,全球生物安全形势日趋严峻,重大传染病疫情、生物技术误用和谬用、生物武器等生物安全威胁不断显现,生物安全已跃升为我国国家安全的重要组成部分;而与此同时,生物安全作为一门新兴的交叉型学科,其教育体系的建立与完善还处于起步阶段。受国内外生物安全形势、生物安全产业发展以及国家安全学学科设立的影响,凸显了我国在生物安全这一交叉领域的人才储备的短板和不足。尤其在新工科建设背景下,更加显现出生物安全人才培养的重要性。本文根据作者在实际教学中的经验,从建立交叉融合课程体系、构建创新性教学模式、探索通识教育改革方案和完善持续改进机制等几个方面,系统介绍了新工科背景下完善生物安全领域人才体系的具体措施。

关键词：生物安全新工科人才培养体系优化