“发酵农业”或有助于解决人类温饱问题

6月3日，在上海自然博物馆（上海科技馆分馆）举行的“绿螺讲堂·新问题沙龙”上，中科院院士、华大基因研究院理事长杨焕明表示，“发酵农业”未来或将解决人类的温饱问题。

杨焕明说，所谓“发酵农业”，即利用合成基因组学技术，在发酵罐里合成水稻、小麦、玉米等粮食以及各种蔬菜，使农业不再靠天吃饭，给酵母喂糠行。

今年3月，《科学》杂志以封面、专刊的形式发表了关于“人工合成酵母基因组计划”论文。中国、美国、英国等国的多家研究机构参与这项计划，其中中国团队完成了总工作量的2/3。“人工合成酵母基因组计划”旨在人工合成真核生物——酿酒酵母的全部16条染色体，意味着酵母的生命源代码完全可以由人编写。

杨焕明将这种酿酒酵母染色体称为“生命3.0”，是继自然的生命体（生命1.0）和以现代生物技术改造的生命体（生命2.0）之后，以基因组学的理念、策略和技术，人工设计并合成的第三代生命体。“如果说，人类基因组计划是对‘生命天书’的解码过程，那么合成基因组学是一个编码过程。它是基因组学发展至今的阶段，将给生命科学和生物产业带来颠覆性影响。”

如今，中、美两国科学家设计并合成了更高级的单细胞真核生物染色体。接下来，包括华大基因在内的科研机构设立了一个更高目标——人工设计并合成多细胞真核生物染色体。

这条勇攀高峰的科研探索之路会给人类带来什么？杨焕明向听众列举了一系列应用前景：食品和药品、生物材料和生物能源、智能模拟细胞、生物计算机……他着重介绍了食品生产领域的应用：“未来人类如何养活自己？可以靠发酵农业”，即在工厂的发酵罐里，把世界上近200种农作物（包括粮食和蔬菜）生产出来。

杨焕明表示，这在理论上是完全可行的，因为所有的“生物产品”都有特定的代谢途径和信号通路，如果掌握了其科学规律，再利用微生物和合成生物学技术构建各种代谢途径，能够实现农作物的工业化生产。

事实上，目前已有一些生物产品实现了工业化合成生产。例如，科技人员根据青蒿草的基因组序列，在大肠杆菌中构建了青蒿素合成的代谢途径，再将酵母作为工程细胞，工业化生产出青蒿素前体物质——青蒿酸。

针对合成基因组学是否会“打开潘多拉魔盒”这个提问，杨焕明表示，只要别太激进，这门蓬勃发展的学科不会对生命伦理规范提出挑战。