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首次在实验室实现二氧化碳到淀粉从头合成~~~
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2021年09月24日 星期五
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首次在实验室实现二氧化碳到淀粉从头合成
人工合成淀粉取得原创性突破(图)
张璐 王涛 摄
中国科学院天津工业生物技术研究所在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展,国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。图为科研人员对二氧化碳合成淀粉进行测试。本报记者 王涛 摄

  本报讯(记者 张璐)淀粉是粮食最主要的成分,同时也是重要的工业原料。日前,中国科学院天津工业生物技术研究所(以下简称“天津工业生物所”)在人工合成淀粉方面取得重大突破性进展,国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。据介绍,这一成果使淀粉生产的传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,被国内外专家评价为“典型的0到1原创性突破”。

  据介绍,目前淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产,淀粉合成与积累涉及60余步代谢反应以及复杂的生理调控,理论能量转化效率仅2%左右。

  (下转第3版)

  (上接第1版)

  农作物的种植通常需要较长周期,需要使用大量土地、淡水等资源以及肥料、农药等农业生产资料。而粮食危机、气候变化是人类面临的重大挑战,粮食淀粉可持续供给、二氧化碳转化利用是当今世界科技创新的战略方向。

  天津工业生物所联合中科院大连化学物理研究所,采用类似“搭积木”的方式进行研究。团队从头设计了11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径,在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成,向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步。

  “按照目前技术参数,在能量供给充足条件下,理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉的平均年产量。”天津工业生物所副研究员蔡韬告诉记者,“这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍,为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗。”

  这一成果得到国内外专家的高度评价,认为该工作“不仅对未来的农业生产、特别是粮食生产具有革命性的影响,而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义”。  

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