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生物技术研究热点范文1
关键词海洋生物技术发展展望
近10年来，由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出，以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入，海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会（以下简称MPS大会）在日本召开时仅有几十人参加，而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志，出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过，《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始，以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传，并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果，探讨新的研究发展方向，同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲，先后成立了区域性学术交流组织，如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心，其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心，康州大学海洋生物技术中心，挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下，原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报（以下简称MBT），现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势，美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划，把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年，中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划（863计划），为今后的发展打下了基础。不言而喻，迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域，同时，也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1．发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学，乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容，为了使其发展有一个坚实的基础，研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间，当本文作者询问一位资深的与会者：本次会议的主要进步是什么？他毫不犹豫的回答：分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明，海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究，如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究，对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前，应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面，这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面，提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况，特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步，如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等；在海洋天然产物开发方面，利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等，已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染，使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域，因此，无论是从技术开发，还是产业发展的角度看，它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复（如生物降解和富集、固定有毒物质技术等）、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段，美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划，推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前，国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面：
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理，不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义，而且对于应用生物技术手段，促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动，提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此，这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括：生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析，以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施，各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容，海洋生物的基因组研究，特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物（包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒）基因组进行全序列测定，同时进行特定功能基因，如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上，基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段，已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选，如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因；大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面，除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外，目前已发展了逆转录病毒介导法，电穿孔法，转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展，病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物（如细菌、病毒等）致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究，是研制有效防治技术的基础；同时，开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究，弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此，病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一，重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆，海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明，各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物，用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力，如海绵是分离天然药物的重要资源。另外，有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能，研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物，因而，对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛，又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物，减少毒性或转化为无毒产品，富集和固定有毒物质（包括重金属等），大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物（水）处理等。目前，微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制，抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1]，研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用，发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高，在肌肉中最低，而在肝、肾和鳃中表达水平中等，表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1]，对海鞘的同源框（Homeobox）基因进行了鉴定，分离到30个同源框基因[1]，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1]，建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1]，建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2]，进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2]，应用受体介导法筛选GnRH类似物，用于鱼类繁殖[2]，建立了海绵细胞培养技术，用于进行药物筛选[2]，建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2]，通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2]，研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达［3］，建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3]，研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达［4］，从海参分离出同源框基因，并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志，从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子，从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因，从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1]；将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用，构建了班节对虾遗传连锁图谱，建立了海洋红藻EST，从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基，初步表明硬骨头鱼类IGF－I原E一肽具有抗肿瘤作用[2]；构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体，从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂，从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质，从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子，发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记，克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD－NA，通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域，分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因，建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记，构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因，建立了班节对虾一些组织特异的EST标志，从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3]；用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因，从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4]；鉴定和克隆出的基因包括：南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原（allergen）基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH（促性腺激素）受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子，并构建了大马哈鱼IGF（胰岛素样生长因子）基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1]，建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价；对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导，发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快，但优于未转基因的二倍体鱼，同时，转基因三倍体雌鱼是完全不育的，因而具有推广价值[2]；研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法，将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂；表明转基因沟鲶比对照组生长快33％，且转基因鱼逃避敌害的能力较差，因而可以释放到自然界中，而不会对生态环境造成大的危害[3]；应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3]；在抗病基因工程育种方面，构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2]；在转基因研究的种类上，目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性，应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1]；利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度，应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2]；研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性，用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性，采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价，在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA，在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3]；弄清了一种深水鱼类（Gonostomagracile）线粒体基因组的结构，并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例，测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列，用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段，从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA，用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3]；用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1]；开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究，表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟，诱导了非特异性免疫保护反应，证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性，从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2]；建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒，用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原，将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控，研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性，研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2]；研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3]；建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3]；研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1]，建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术，建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1]；从不同生物（如对虾和细菌）中鉴定分离出抗微生物肽及其基因，从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质，海洋生物中存在的抗附着活性物质，用血管生成抑制剂作为抗受孕剂，从蟹和虾体内提取免疫激活剂，从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用，从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物，从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物，开发了珊瑚变态天然诱导剂，从海胆中分离出一种抗氧化的新药，在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2]；发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶，从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂，从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶，从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质，建立了开放式海绵养殖系统，为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3]；从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4]；从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力，表明明显大于野生藻类[1]，研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1]；研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1]；用Bacillus清除养鱼场污水中的氮，用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻，开发了六价铬在生物修复上的应用潜力，分离出耐冷的癸烷降解细菌，研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2]；从噬盐细菌分离出渗透压调节基因，并生产了重组Ectoine（渗透压调节因子），从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌，这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶，在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶，测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析进行了特定功能基因的筛选，从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌，并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2]；建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法，研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用，研究了珊瑚抗附着物质（dterpene）类似物的抗附着和麻醉作用[3]；分析了海岸环境中污着的起始过程，并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4．展望与建议
生物技术研究热点范文2
关键词: 厌氧生物技术;水处理;组合工艺
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：
1 厌氧生物技术的常用工艺
厌氧生物技术是一种低成本的废水处理技术，有效地将废水处理和能源回收利用相结合。降解有机物的同时产生的沼气可以被积极利用而产生经济价值，使其成为环境保护体系和能源生产的一个核心部分。
就目前而言，工业上常用的厌氧处理工艺有上流式厌氧污泥床（Up-flow Anaerobic Sludge Bed，UASB）、膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）、内循环（InternalCirculation，IC）等。
1.1 上流式厌氧污泥床（UASB）
上流式厌氧污泥床（Up-flowAnaerobic Sludge Blanket，UASB）反应器作为第二代厌氧反应器，将微生物固定化原理引入厌氧处理反应器，是一项污水厌氧生物处理高效技术。UASB 工艺是目前研究最多、应用最广泛的新型污水厌氧生物处理工艺。其核心是三相分离器，合理地将固液气分隔开，达到分离污泥、收集气体、处理污水的目的。
UASB 具有其他厌氧工艺难以比拟的优点，首次实现污泥的颗粒化，使其固体停留时间长达100 d；气、固、液的分离实现了一体化，因而UASB 具有很高的处理能力和处理效率，尤其适用于各种高浓度有机废水的处理。在实际工程应用中UASB 很少单独使用，通常与其他工艺相结合，为后续处理减轻负担，使出水水质到达更好的处理效果。如W.Parawira等对UASB 处理啤酒废水研究表明，UASB 处理后为城市污水处理厂的处理减轻了负担和处理费用。
目前UASB 在高浓度有机废水处理上已经得到了广泛的研究和应用，研究主要集中在对于工艺的优化上以及UASB 的组合工艺上，以获取更高的去除效率。今后的研究热点可能是将厌氧氨氧化技术引入使UASB 达到脱氮的效果，并且通过特种微生物的强化和条件的控制达到脱氮除磷的效果。
1.2 膨胀颗粒污泥床（EGSB）
膨胀颗粒污泥床（ExpandedGranular Sludge Bed，EGSB） 综合了流化床（FB）和UASB 的优点。EGSB 反应器废水由底部的布水器进入反应器，通过富含厌氧菌的污泥区，在厌氧菌的作用下，COD 大量去除，同时产生大量沼气，在反应器的顶部通过三相分离器的作用，气体和出水分别排出，污泥则沉降回污泥区。
虽然我国的学者在近几年对EGSB 工艺进行了较深入的研究，但与国外相比尚有一定差距，还应加强对EGSB 工艺在工程应用上的探索与实践，并力求能在EGSB 的基础上开发出有我国自主知识产权新型厌氧反应器。
1.3 内循环厌氧反应器（IC）
内循环（Internal circulating，IC） 反应器组成类似两个上下串联在一起的UASB 反应器，一个是下部的高负荷部分，一个是上部的低负荷部分。IC 反应器与UASB 的最大不同之处是，底部的厌氧反应室产生大量沼气被收集的同时，大量沼气携带泥水混合物沿着提升管上升至上部反应室的气液分离器，被分离的泥水混合物沿着回流管返回到底部厌氧反应室底部，实现了内部循环。由此引起的强烈的搅拌作用和快速的上流速度，极大地改善了污染物从液相到颗粒污泥的传质过程，因此有极高的净化效率。
目前已经有较多关于IC 反应器处理各种不同中高浓度废水的研究，具有占地面积小、投资少、容积负荷高、运行稳定等特点，在有机废水处理和资源化利用方面越来越广泛地应用，具有广阔的应用前景，值得进一步研究开发和推广。今后的研究重点：（1） 颗粒污泥的培养和IC 反应器的快速启动；（2）反应器的结构优化与自动控制的研究。
1.4 其他新型的厌氧工艺
在厌氧反应器快速发展的大趋势下，不少新型的反应器应运而生。厌氧折流板反应器（Anaerobic Baffled Reactor，ABR）在反应器中沿水流方向设置一系列折流板，将反应器分隔成若干个串联的反应室，废水以上向流和下向流的方式流经整个反应器，该反应器具有结构简单，截留污泥能力强，稳定性高等优点，一经出现即引起广大研究者的注意，近年来成为厌氧反应器类研究的热点之一。
另外，随着膜生物反应器的逐步成熟，厌氧膜生物反应器（Anaerobic Membrane BioreactorReactor，AnMBR） 也应运而生。AnMBR 通常是在已有厌氧处理工艺中，合理地加入膜组件，出水是经膜过滤，实现了水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的完全分离，不存发生污泥流失而影响出水水质，使得AnMBR 具有很高的容积负荷和较高的有机物去除率（一般大于95%）。目前AnMBR 研究基本处于研发阶段，研究主要集中在膜材料的研发和膜组件的优化，主要是获取污染较轻的膜材质和最佳的工艺以期抵制严重的膜污染。膜处理废水的应用瓶颈主要是膜污染问题很严重、膜清洗较困难，AnMBR更是如此，膜污染是膜应用的一个技术障碍，因此对膜污染特性的研究显得尤为重要。通过研究开发出相应的膜污染控制技术是推动其发展应用的前提和基础。
2 厌氧生物处理技术的应用
厌氧生物技术具有好氧生物技术以及物化技术不能比拟的优势，具有产沼气、低能耗、有机负荷高、剩余污泥量少等独特优点。目前已在制革废水、造纸废水、印染废水、啤酒废水等废水处理中有广泛的应用。
2.1 在制革废水中的应用
皮革的生产要经过浸水、浸灰脱毛、脱灰、浸酸、鞣制、中和、加脂、染色等多种复杂的物理化学过程，使用了大量的化工材料，如酸、碱、盐、硫化钠、石灰、表面活性剂、铬鞣剂、加脂剂、染料、有机助剂等，原料皮只有30%～45%转化为成品革，其余很大一部分则以皮渣、革屑、油脂、毛发等形式进入生产废水中。因此废水组分复杂，浓度高，色度大，有一定的毒性，属于污染严重且较难处理的工业废水。
制革废水一般均采用分质处理或“物化+ 厌氧+ 好氧”组合工艺。如河南某皮革公司采用分质处理的处理方式，铬鞣废水采用混凝沉淀法去除废水中的铬，之后再与其他废水混合处理。采用UASB+SBR 工艺处理，对COD、BOD5、SS 的去除率均达到94%以上。另外，“厌氧+ 物化+ 好氧”组合工艺同样也有较好的去除效果。如广州某皮革公司采用UASB + 混凝沉淀+ SBR 法处理皮革混合废水，出水水质稳定且达标排放。制革废水通过厌氧处理后的出水氨氮浓度较高，也有一些研究通过工艺的优化，进一步去除氨氮，以后的研究热点可能是通过污水厌氧处理系统不仅去除有机污染物，还合理利用产生沼气同时回收其中有用的化合物，如中国河南鞋城皮革集团废水处理系统由中国和荷兰共同合作完成，污水厌氧处理系统不仅去除约80%的有机污染物还回收90%的硫化合物，产气的沼气几乎全部利用。
2.2 在其他废水中的应用
厌氧生物技术在其他行业的废水处理中也存在不同程度的应用。如在造纸废水中的应用，河南某公司引进厌氧IC+ 好氧技术处理制浆造纸废水，实现了厌氧处理系统稳定的运行效果。在印染废水中也有应用，如广州市某织带厂采用厌氧+ 接触氧化+ 物化工艺对印染废水进行处理。使该厂出水水质稳定并达到排放标准，如在啤酒废水的处理中也有广泛地应用。啤酒废水的处理通常采用较成熟的UASB+好氧组合工艺，如桂林漓泉股份有限公司处理啤酒废水采用UASB+SBR 处理工艺，处理达标排放。同时将产生沼气燃烧后产生热风用于麦糟饲料烘干，取得了较好的处理效果和经济效益。
生物技术研究热点范文3
【关键词】科学化；营林；重点
0.引言
随着“人类社会可持续发展”战略的全面实施，森林将在保障经济稳定增长、环境不断改善和社会不断进步方面发挥越来越重要的作用。所以只有通过科学营林，才能把握热点，赶超前沿，引领未来，全面促进林业科技的发展，提高林业在人民经济和社会发展中的地位。植树造林不是简单地栽树绿化，而是要求植树要科学化，抚育管理要精细化，这样才能适应新的形势发展需要。因此，科学营林也是为了尽快提高林业生态效益和经济效益。本文着重分析一下科学营林工作的重点。
1.科学营林工作的重点
1.1树立科技兴林基础地位
现代林业肩负着生产功能、社会功能和生态环境功能的任务。因此在可持续发展中，赋予林业以重要地位，当前我省森林植被覆盖率低，立地条件差，生态环境不容乐观，要想发展林业，科技是唯一生产力，因此，观念改变是发展林业科技的动力。要彻底改变人们的思想，必须实行“走出去，引进来”的办法，走出观摩先进科学技术带来的成效，以此来增加人们应用科技的信心；引进来就是要把学到的先进技术应用到我们的生产中来，让他发挥最大的作用。
1.2深化体制改革
虽然我省各地市林业局、省直林局都成立了科技科，但科技科发挥的作用很小，相当一部分就是单位摆设。所以必须进一步加大林业科技体制改革力度，在机构调整、资源优化、人才应用、制度创新等方面下功夫。一是要通过改革组建知识全面、年龄结构丰富的科技队伍。二是鼓励科技人员深入基层，参与科技示范区、重大工程、产业开发基地建设、科技服务工作。三是对有突出贡献的科技人员实行重奖。四是加大科技资金投入。一方面增加政府财政投资渠道，另一方面多方吸引社会对林业科技的投入。五是建立科技资金专用账户，确保科技资金专款专用，保证科研项目或科技活动的正常进行。
1.3更新林业研究手段和仪器设备
由于长期的信息闭塞，我们现在的研究层次基本上都是肤浅的，大部分是在搞重复研究，必须从新的角度与高度出发。林区所用仪器普遍老化，3S技术在林区得不到充分利用，必须更新设备，引进科学管理系统，以此来提高林区工作效率。
1.4加强人才培养力度
由于林区高学历人工作人员少，掌握技术又有限，引进人才成本又比较高，所以加强本地人才培养是林业科技发展的首要问题。可以通过项目培养、也可通过技术交流培养、还可以专门派人学习。这些年林业科技发展速度明显加快，但是学习、交流机会还是屈指可数，上级部门应该给予基层科技工作者更多的学习、交流、培训机会，使林区逐步建立一只适应林区科技发展的高素质科技创新队伍。
1.5做好病虫害防治
森林病虫害的防治工作，以突出营林措施和生物防治措施为主，坚持“预防为主，科学防控，依法治理，促进健康”的方针，坚持因地制宜，充分运用生物、物理、天敌等相辅相成的系统防治措施，防止环境污染，大力提倡防治无公害防治措施，把森林，病虫鼠害控制在不成灾的水平，以达到保护环境和促进林木速生丰产的目的。认真地调查森林病虫害，以便掌握森林病虫害种类组成及种群动态及发生发展趋势、森林病虫的变化情况，探讨其发生发展规律，为科学准确的森林病虫害的预测预报、防治措施的制定以及天敌的利用提供科学依据。同时及时认真做好森林病虫的种类、数量、分布、林木被害程度的分析。根据林木生长状况、危害程度及症状，正确鉴定森林病虫种类，掌握其生物特性及在不同环境中的生长规律，抓住最佳防治时机，制定科学合理的综合有效的防治措施，以达到最佳治理效果。同时把森林病虫害造成的经济损失降到最低。人为进行捕杀、阻隔、诱杀、高温处理及应用遥感等新技术进行防治称为物理机械防治，这种措施具有不污染环境，不伤害天敌，便于开展群众性工作等特点；但此种措施工效低、费工、局限大，应根据规律及劳力情况具体掌握。同时，应结合其他防治措施，利用自然界中天敌昆虫病原微生物、线虫、蜘蛛、食虫鸟以及其它食虫动物等有益生物来控制病虫害。此措施对维持生态平衡，对森林病虫害有长期抑制作用。
1.6调整人工林抚育间伐政策
抚育间伐原本是营林性质，而非经营性质，抚育间伐材质量差，收益低，投入大，大多数林农不愿抚育间伐，重造轻管现象非常严重，因此应调整抚育间伐政策，对抚育间伐材应取消限额管理，取消各种税费，给予政策扶持，以此鼓励林农加大投入适时进行中幼林抚育间伐，营造健康森林。
2.科学营林工作的发展方向
2.1经营技术集约化进一步加强
人工林集约经营技术主要集中在良种选育、定向培育、速生密植、病虫害防治等方面实现高科技化，尤其在无性系选育、造林机械化和防治综合化方面出现技术密集的加强趋势。
2.2森林多样性研究是中国林业的重要课题
随着森林资源的减少、生态环境恶化、物种锐减，生物多样性保护已引起世界各国的极大关注，二十一世纪，生物多样性研究重点将是：确定动植物主要的分类和功能，开展区域生物多样性研究；生物多样性组成、结构及随人类经营活动变化规律的研究；生物多样性与人类干扰关系的研究；可持续利用生物多样性的社会、经济途径、经济效益与保护关系的研究；生物多样性中长期发展战略及其政策体系的研究；利用地理信息系统技术建立动植物分布预测模型等。
2.3生物技术应用水平进一步提高
二十一世纪，林业生物技术研究方向和重点是：利用生物工程技术培育林木新品种，大幅度提高生长量；大力开发生物固氮和菌根技术；应用基因重组技术研究微生物杀虫剂和木质素降解酶；提高林木的各种抗性；加速各种优良品种系的繁殖和脱毒复壮、进入工厂化批量生成；研究林木生成剩余物提取蛋白饲料的技术等。
2.4高新技术的渗透将大大加快
高新技术除生物工程这一热点外，主要是计算机技术和遥感技术的更进一步应用，多技术的耦合速度、强度和程度将进一步加深、森林采伐运输和营林机械化将由全盘机械化向生产、检验、管理全面自动化方向发展；木材加工生产工艺自动化、连续化及其计算机技术、过程逻辑控制和产品质量控制技术研究将得到发展，产业化速度加快。
2.5森林生态与环境的研究
森林是全球生态环境问题的核心。由于森林资源的破坏，全球生态环境日趋恶化。研究重点是加强有关大气污染对森林的影响、植树造林和毁林对气候的潜在影响、大气变暖对森林生态系统的影响等方面，以及提高森林的多种环境保护功能方面的研究。 [科]
【参考文献】
生物技术研究热点范文4
一、课程教学内容安排
生物工程的内容十分丰富，有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此，教师在教学内容的安排上，既要保证突出重点内容，又要兼顾知识内容的全面性。此外，还需要引入一些学科前沿成果，以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排，特别注意了以下几个问题。
1．组建课程模块，合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向，将本课程的教学内容划分成三部分：①绪论，介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础，详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理，技术路线及特点，旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展，重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程，通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学，培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。
2．让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授，帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图：从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响，期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。
3．宽泛基础知识面，强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域，而本课程课时有限，不能详尽地涉猎各个知识点，因此，如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”，要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可，而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际，运用综合性案例，让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程，学习综合应用所学知识解决问题的方法，培养科学思维方式。
4．以生物技术的应用为导向设置教学内容，跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后，根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点，我们引导学生学习工程化应用方法，这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如，微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化；生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点，各种生物技术在此融合；环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系，以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分，如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等，安排了较多的教学时间，以使学生更好地了解生物技术的新进展。
二、教学方法探讨
生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科，基于研究对象（核酸、蛋白质）及层次（分子、细胞、个体）不同构建了不同的生物技术分支领域，同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术，如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广，为了提高教学效果，本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。
（一）以生物技术原理为主线贯穿教学活动
本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开，形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节，以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时，通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排，培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。
（二）理论联系实际，引入案例教学
发酵工程是将生物技术产业化的重要环节，包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。［5］菌种决定着发酵生产工艺方法，发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程，培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的，是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术，涉及知识点多，知识点之间的相关性较弱，这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说，接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析，更为形象化，也容易被学生理解和接受。授课时，我们以红霉素的生产为例，分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用，基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等，并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言，工程菌的引入及发酵调控技术的成熟，使红霉素发酵单位由原来的3000u／mL～5000u／mL大幅度提高至8000u／mL～10000u／mL，使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤－溶剂萃取－经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤－（纳滤膜浓缩）－层析分离－结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离；通过结晶过程中关键因素的调节，如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等，实现对产品粒度和晶形的控制，从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念，如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离，其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求；微生物发酵是纯种培养过程，工程设备必须满足无菌操作的基本要求，发酵罐需要具备良好的混合能力，较高的传质、传热速率，且不能对菌体产生剪切破化；药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关，现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外，还有晶体的晶形粒度等结构指标要求；发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。
（三）课堂讲授与专题案例的调研相结合
本课程通过典型实例的剖析，加强了学生对基本原理的理解，并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展，对授课案例进行更新，以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果，体现该领域新技术、新水平，使学生感受到科学技术发展的巨大魅力，激发学习热情。但是，本课程的教学课时有限，课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限，本课程在教学上设置了“专题调研＋课堂谈论”环节，把生物工程应用专题案例的调研工作，以作业形式布置给学生去完成，并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。［6］专题论文的完成及交流以小组为单位进行，教师组织学生组成学习小组，要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时，就将学习小组两两结对，要求各小组在完成本组专题调研的同时，对结对小组的课题也进行相应调研，并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问，引导课堂讨论，而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。
本课程要求，小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写，这也是对本科生撰写科学论文的训练，是专业素质培养的一部分。这种“专题调研＋课堂谈论”教学模式，能让学生自动参与多专题的调研学习，达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的，同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明，这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道：“分组演讲、课程论文，每小组七八个人，不仅可以让我们自己动手获取知识，锻炼了动手能力，还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道：“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状，虽然我国（抗生素）产量居世界之首，但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重，主要以半成品（原料药）为主，这些都深深触动了我。在化学制药领域，我们仍是以仿制药为主。在21世纪，我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂，也要成为研发的中心。”
三、结束语
生物技术研究热点范文5
（一）农业高新技术及其应用分类众所周知，传统农业由于技术停滞而发展缓慢。农业高新技术产业的发展顺应时代要求，通过多渠道增加农业高科技投入，促进农业增长。农业高新技术可以划分为农业生物技术、农业信息技术、现代农业资源与环境工程技术等三大类。农业高新技术的领域范畴比较广，产业应用层面较多。自20世纪90年代以来，我国为了推动农业高新技术产业的发展，重点培养和发展了一批农业高新技术产业示范区，其典型代表为陕西杨凌农业高新技术产业示范区，通过体制改革和技术创（二）农业生物技术20世纪以来，世界生物技术取得了突飞猛进的发展：70年代DNA分子水平的基因拼接及重组，90年代之后人类基因组序列“工作框架图谱”的完成。改革开放之后，我国农业生物技术研究水平在发展中国家处于领先地位，某些优势领域已经能够与国际发达国家同步发展、自主创新。例如，重要农艺性状基因的克隆与基因功能研究、生物技术育种、动物克隆及转基因动物技术、动植物生物反应器研究、生物农药、生物饲料、生物肥料、重组工程疫苗、转基因安全性评价技术研究等。在“十一五”期间，我国培育的主要农作物新品种有2600多个，良种覆盖率达95%以上，农作物耕种收综合机械化水平达52%，农业科技进步贡献率达52%。此外，国家政策大力支持农业生物技术研究，2011年12月31日《农业科技发展“十二五”规划》的，以及2012年1月29日科学技术部印发的《高新技术产业化及其环境建设“十二五”专项规划》，都提出了明确的发展方向。（三）农业信息技术从全球的视角来看，农业信息技术的使用始于20世纪60年代，经历了由简单向综合、由低级向高级、由单机到网络化的发展过程。目前，欧美等发达国家的农业信息技术应用已进入产业化发展阶段，各类信息技术和相关产品已经在农业生产各类经营管理中广泛应用。例如，美国的农业生产中有82%的土壤采样使用GIS，74%用GIS制图，38%收割机带测产器，61%采用产量分析系统，90%采用精确农业技术。我国自20世纪80年代引进农业信息化之后，农业信息化发展非常迅速，取得了众多农业信息化成果，某些领域已达到国际先进水平。当前，随着物联网时代的到来，智能农业成为物联网重点领域应用示范工程之一。农业信息化依托物联网，其整体水平迅速提升。（四）现代农业资源与环境工程技术在现代农业资源与环境工程技术方面，农业工程技术是通过运用现代技术成果、工业生产方式、工程建设手段和工程管理方法将农业生物技术、农艺措施、农业生产过程和农业经营管理紧密结合，利用先进适用的技术装备，形成农业的标准化作业、专业化生产和产业化经营，以促进农业现代化发展。以水资源利用效率为例，当前我国水资源利用效率比较低，水资源浪费严重，主要在于我国对水资源的利用属于粗放低效利用，加上现有的农业资源管理体制已经不能适应市场经济发展对农业资源利用和保护的要求。因此，需要提高水资源利用效率，建立节水型社会，实现水资源利用的可持续性。总之，我国农业高新技术产业发展已经取得了一定的进步，但仍然处于初期发展阶段，因此需要引入新的动力，促进我国农业高新技术产业发展，而这一新的动力则为风险投资。
二、我国农业高新技术产业的风险投资
（一）我国农业高新技术产业风险投资的现状当前，我国的宏观经济仍然表现出良好态势，我国农业在未来10-15年之内都将保持长期稳定成长，农业行业“抗周期性”强、投资风险小，而且具有很大的劳动力成本优势[13]。早在1999年我国政府就明确指出要培育适合于高新技术产业发展的资本市场，建立风险投资机制。同时，对农业高新技术产业的发展，在税收、贷款、土地使用费、土地租赁费及其他费用方面给予外资各种优惠条件。经过多年的发展，我国的风险投资公司逐渐发展并积累经验，这使风险投资进入农业高新技术产业有了良好基础。截至2011年底，我国创业风险投资机构累计投资项目数9978项，较2010年增加1285项，增长14.8%。其中，投资高新技术企业项目数5940项，占比59.5%。我国创业风险投资机构累计投资金额2036.6亿元，较2010年增长36.6%。其中，投资高新技术企业金额1038.6亿元，占比51.0%①。可见，风险投资对高新技术企业的投资强度不断加大。2006年5月，国际知名的红杉资本首度进军农业领域，向福建利农集团投资500万美元。随后，风险投资进军农业领域并不断深入。据统计，自2006年至2011年上半年，我国农业领域已经披露的投资案例累积达到114起，其中披露了金额的104起涉及投资金额17.6亿美元②。2006年之后，我国风险投资领域已扩展至农机生产与销售，环保农药，花卉、林业、有机农产品种植，农、牧、渔产品深加工等其他更广泛的领域。风险投资的投资方向集中于农业产品改良、农副产品深度加工、规模化养殖、农产品及农需品连锁经营、循环经济型农庄等。2011年我国创业风险投资机构投资行业（按项目数统计）前五大行业依次为新能源与环保产业、软件和信息服务业、计算机和通信设备制造业、其他行业、其他制造业，合计占比59.9%。我国创业风险投资业的投资行业集中度略有下调，行业领域不断细分，投资重点仍以制造业为主体，主要聚焦于高新技术产业，对战略性新兴产业领域的投资依然是行业热点，但相对比重略有下降。与其他行业风险投资相比（见表2），农业风险投资项目数仍然相对较少，所占比例也表现出较大的变动。农业风险投资项目所占比重从2004年的3.8%下降到2007年的1.2%，随后上升到2011年的5.85%。农业风险投资相对较少，主要根源于农业高新技术产业发展水平不高。农业科技投入严重不足和农业高新技术产业化过程中资金供给主体缺位，成为制约农业科技开发和转化的关键因素之一。（二）我国农业高新技术产业风险投资存在的问题1.政府对农业高新技术产业风险投资的支持力度不足。Pereira研究发现，美国政府投资对私人投资产生了挤入效应，其中政府投资用于工业设备和运输设备时对私人投资的挤入效应尤其明显。刘忠敏等人的研究也表明，无论是从长期还是短期看我国政府投资都“挤入”了私人投资。可见，政府在吸引和刺激私人投资参与农业科技活动中的作用不容忽视。目前，我国政府对农业科研的投资非常少，农业科研经费占国家科研经费的比例较低，远低于世界平均水平。政府对农业高新技术产业风险投资的支持不足，对私人风险资本介入的带动作用较小。此外，我国政府没有提供有效的制度吸引民间资金参与，退出机制不完善，限制了风险资本的流动性，造成风险投资资金供给不足。2.农业高新技术产业风险投资机制不健全。我国农业高新技术产业风险投资机制不健全，直接影响农业高新技术产业的风险投资项目。张雨认为，受高新技术成果本身的复杂性、开发推广转化能力的局限性、外部环境的不确定性等因素影响,农业科技成果转化过程存在技术风险、转化风险、配套风险和市场风险等多种风险，农业科技成果转化的风险投资机制不健全。此外，我国风险投资的退出机制也不健全。据统计，风险投资退出方式包括公开上市（IPO）、出售、清算等。其中，IPO由于具有较高收益而成为风险投资的最佳退出方式。目前，我国资本市场主要服务于国有大中型企业，难以顾及中小及民营企业，农业高新技术企业大多是中小型企业，很难满足公开上市的种种条件。缺乏良好的风险投资退出渠道，在相当程度上限制了风险投资在农业高新技术产业的发展。3.农业企业制度及运行机制无法满足风险投资的要求。现代企业制度强调产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学，因而企业需要建立良好的经营制度、分配制度、风险规避机制等。风险投资对农业高新技术产业的要求非常高，发达国家农业产业链的发展水平非常高，但我国农业整体的产业化还不够发达，且企业规模较小，没有具备完整的产业链，从种植到加工，再到渠道和品牌，无法实现对产品的完全控制，以保证产品安全。我国农业企业制度尚未完善，运行机制也不够健全，加上风险投资的特殊性，农业高新技术产业发展仍处于初级阶段，高素质的既熟悉农业高新技术产业又熟悉农村金融的复合型农业风险投资管理人才非常缺乏，远未能达到风险投资的要求。4.农业高新技术产业发展步伐相对较慢。2007年，我国对农林水事务的财政支出占国家整个财政支出的比重仅为6.84%，2011年这一比例达到9.08%①。然而，我国农业高新技术产业发展步伐相对缓慢，究其原因：一方面，我国农业科技成果转化率仍然较低，每年评出的省部级农业科技成果转化率只有30%-40%，获奖农业科技成果的平均转化率为53.5%，真正形成规模的不到20%。另一方面，我国农业科技经费投入不足。目前，我国农业科研经费主要是靠政府财政拨款，农业科研经费增长的速度赶不上农业经济增长速度。由此反观，以科技进步推动农业发展，促进农业高新技术产业发展步伐，有利于风险投资进入农业领域。
三、发达国家农业高新技术产业的风险投资
我国农业高新技术产业发展比较快速，其风险投资也越来越受青睐。目前，发达国家农业高新技术产业风险投资如何？本文就此进一步探讨发达国家的实际情况，以便为我国未来农业高新技术产业风险投资发展提供借鉴。（一）美国农业高新技术产业的风险投资美国是风险投资的发源地，1946年在马萨诸塞州波士顿成立的美国研究发展公司（AR&D），标志着现代意义上专业化与制度化风险投资的开始，是风险投资发展史上的一个重要里程碑。20世纪90年代之后，美国的风险投资发展快速，得益于信息产业、生物工程、医疗保健等行业蓬勃发展以及相关的政策制度扶持。在生物技术风险投资方面，2011年风险投资公司向美国446家生物技术公司总共投资了47.3亿美元，同比增长22%，创下自2007年以来的最高水平。美国是世界上最发达的国家，也拥有非常高的农业劳动生产率，其生产的主要农产品占世界总产量的1/5。美国有一套协调高效的农业科技推广体制，从而使现代农业科学得到广泛而又大规模的推广应用。美国建立了高新技术推广运用激励机制，其农业发展资金来源也多样化，包括政府和私人两大投资主体。其中，私人投资包括企业和风险投资。目前，建立风险投资机制已经成为美国推动技术创新和科技产业化的重要途径，美国有4000多家风险投资公司每年为1000多家高新技术企业提供资金支持。美国每个农业比重大的州都有许多专业风险投资公司，每年为农业企业提供风险投资支持，资金总额达上亿美元。（二）加拿大农业高新技术产业的风险投资众所周知，加拿大生物技术具有极强的竞争力，而农业生物技术成为仅次于医疗保健领域的第二大生物技术领域，集中了加拿大22%的生物技术公司，5%的生物技术科研经费，17%的生物技术从业人员。1952年，加拿大成立了第一家风险投资公司——加拿大查特商斯有限公司。20世纪80年代之后，加拿大信息技术、生物技术、新材料技术兴起，带动了风险投资业的迅速发展。加拿大实施了产业研究支持计划（IRAP），引导和推动高新技术产业的发展。2004年，加拿大拨款2.5亿加元建立种子基金和运作风险投资，资助生命科学、生物技术、医学技术、环境技术等优先领域技术的早期开发和商业化，并对私人投资产生示范效应。2011年，加拿大的风险投资总额为15亿加元（约合15亿美元），加拿大风险投资机构共投资了444家企业。在投资的行业分布方面，2011年加拿大生物制药、医疗器械和其他生命科学领域的风险投资为3.43亿加元，占23%；可再生能源等清洁技术领域的风险投资额为2.45亿加元，占16%②。总之，加拿大非常注重生物技术的发展，并大力引入风险投资，在推动生物技术进一步发展的同时，也有助于农业高新技术产业风险投资的发展。（三）欧盟农业高新技术产业的风险投资早在1997年，欧洲投资银行和欧洲投资基金两大金融机构就合作建立了“欧洲技术便捷启动基金”（ETF），该基金将25%的股本引入风险资本基金，支持风险资本基金投资于有新研发成果的研究中心和科学园区的中小企业。随后，欧盟各成员国纷纷建立了各种风险投资基金。欧盟农业高新技术产业发展的典型代表为德国。长期以来，德国生物技术在欧盟中一直处于领先水平，其生物育种水平雄踞欧盟各国之首。德国将生物技术分为白、红、绿三种，其中绿表示生物农业（包括育种）。2012年5月，德国联邦教研部了《德国生物技术行业报告2012》，指出2011年德国专门从事生物技术业务的公司年总产值达到26.2亿欧元，该类公司的数量达到552家。此外，德国还有126家非专门从事生物技术业务的公司，聘用员工总数达1.7万人。风险投资是德国生物技术行业的主要融资方式。2011年，私营部门在德国生物技术产业领域的投资为1.42亿欧元，政府公共研发经费投入依然保持在4500万欧元水平，为广大中小型企业开展研发创新活动提供重要动力。（四）亚洲农业高新技术产业的风险投资在亚洲，日本、韩国和印度等国家农业高新技术产业的风险投资发展比较迅速。日本风险投资的发展主要经历如下三个阶段：20世纪50年代至1973年的初步发展阶段，1974年至1982年的调整消化阶段以及1983年至今的全面发展阶段。在农业生物技术领域，日本生物技术风险企业数为334家。日本政府为了促进基因制药的研究及生物技术风险企业的培育，出台了一系列有关政策。生物技术在韩国占据重要地位，韩国农业高新技术产业中的发酵技术处于国际领先水平，发酵工业是韩国生物技术产业中具备国际竞争力的领域，仅氨基酸产品就占全球市场的20%。此外，韩国在体细胞克隆牛、艾滋DNA疫苗开发、抗除草剂作物等领域达到世界水平。长期以来，印度一直把扶持的高新技术产业重点锁定在信息、生物和材料三个领域。其中，生物技术受到更多的重视。早在1983年，印度就制订了生物技术产业发展的长期计划，确定了生物技术产业发展的国家发展目标，提出了生物技术的产业化问题。2003年，印度的风险投资位居亚洲第二，风险投资主要集中在信息技术产业和生物技术产业，一些风险投资商建立了生物技术孵化基金，风险投资者主要以私营中小企业为主。总之，西方发达国家以及亚洲一些国家的农业高新技术产业发展基本上以农业生物技术为主，风险投资发展迅速，具有较强的国际竞争力。
四、主要结论与启示
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[论文摘要]当今世界经济发展已经进入了一个新的历史阶段，即知识经济时代。在知识经济时代，高科技产业成为经济增长的第一支柱产业。当代国际社会的竞争，是综合国力的竞争，是科学技术的竞争。而高科技产业已经成为当今国际竞争的焦点和大国竞相争夺的战略制高点。
目前世界经济发展已经进人了一个新的历史阶段，即知识经济时代。在知识经济时代，高科技产业成为经济增长的第一支柱产业。当代国际社会的竞争，是综合国力的竞争，是科学技术的竞争，而高科技产业已经成为当今国际竞争的焦点和大国竞相争夺的战略制高点。冷战结束前后，许多国家特别是以美国为代表的发达国家，就开始强化研究开发投资、推动高科技产业发展，夺取下个世纪产业发展的技术制高点，并将其作为各自国际竞争战略的核心和国家战略的重点。
随着亚洲金融危机的爆发，世界各国普遍意识到，除了外部因素外，产业结构不合理也是导致本次危机的一个重要因素。作为世界经济发展的前沿，高科技产业领域的国际竞争将更加白热化。可以预见，谁抢先把握高科技产业发展的主动权，谁就将在这一轮大调整中抢占优势地位，在这次危机过后取得经济发展的主导权。世纪之交高科技发展的趋势主要表现在以下几个方面。
(一)信息技术将充分发挥前导作用。随着信息技术的飞速发展，它将更好地起到前导和统领作用，渗透到各个领域。信息技术将促进工业自动化、金融自动化、办公自动化、服务自协化，使整个社会的生产方式、生活方式等发生深刻变化，不但大大提高社会的运行速度和效益，同时也会改变人们的时空观念。
在巨大的全球性信息网络上，日本商人正跃跃欲试，积极研究对因特网商业价值的开发与利用。当前，日本企业开设的主页(Ho~一page)已经涵盖了有商业价值的电子读物、广告、招聘信息、重大商业活动信息、金融服务、住处检索服务、通讯贩卖等方面。关联企业之间利用因特网进行即时信息交换和推销订货业务，使效率大为提高。由于因特网是直接连通个人用户的，所以，因特网上的商务活动将首先在与个人相关的经营领域中活跃起来，地域性的网上商务活动将先于跨国商务活动而得到发展。从技术上讲，信息通讯革命是计算机与通讯的结合，不过，数字化与光纤通讯网的完善，以及卫星的利用，才使大量信息即时、双向传递成为可能。随着软件开发的扩展，多媒体产业正在形成巨大的新消费市场。日本当前正在加紧开发多媒体技术，其应用范围将涵盖汽车制造业(在汽车中安装电视接收及卫星导航装置等)、流通业、教育和宗教界、广告与出版和印刷业等。可以预料，通过将计算机、电子游戏、MTV}VCD与通讯、电视结合起来，将极大地改变以往的住处传播方式。
随着微电子、光电子技术及纳米技术的进步，卫生通信、遥感和全球定位系统、宽频带高速数字综合网络、信息压缩与高速传输、人工智能、多媒体技术和虚拟现实技术等前沿技术将取得进展，人类将逐渐地全面进人信息时代。为此，各国对信息技术的开发十分重视，如美国就确定了2010年前重点开发的10项电子信息技术，它们是虚拟现实技术、高清晰度电视和显示器、光子学与光电子学、定点通信、X射线光刻技术、多芯片模块、超导技术、神经网络、语言和图形识别、人工智能。美国为继续它在信息技术领域的领先地位，已加强了计算机网络领域中关键技术的研究开发力度。美国前总统克林顿于1998年2月在其1999财政年度政府预算方案中提出，联邦政府将投资1.1亿美元以加快“新一代因特网”计划的全面实施。“新一代因特网”计划于1996年10月提出，其主要目的是开展先进网络应用领域。该计划的实施时间为5年。计划完全实施后，将彻底更新遍布美国的计算机网络系统，使其以比目前因特网快100(〕倍的速度传信息，从而实现声音、图像信号的实时传递。
(二)生物技术将加速商品化。生物技术是21世纪技术的核心，生物技术正在影响社会，深人人们的生活。1996年度诺贝尔奖获得者、美国化学家罗伯特·柯尔说:“本世纪是物理学和化学的世纪，下个世纪显然是生物学的世纪。”
目前，生物技术已成为高新技术领域的重要部分，世界各国有100(〕多家公司、研究所或大学从事生物技术的研究和开发，美国、日本、英国等国走在前列。基因的分离、拄增、重组以及体细胞的克隆技术都已实现，某些蛋白质的结构和功能已经探明。快速繁殖脱毒、组织培养、胚胎移植、胚胎切割和单克隆抗体等技术已进人实用阶段。
科学家已从单个基因的测序转到有计划、大规模地测绘人类、水稻等重要生物体的基因图谱。水稻等重要农作物基因组计划的成功实施及基因工程技术的深人研究，将发生新的农业革命。全世界已有6000多项农作物方面的生物技术研究成果进人田间试验，抗虫害的转基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美国和加拿大的数百万公顷土地上试种。菲律宾国际水稻研究所育成的“超级稻”，在3年内可推广种植，它可以使水稻单产提高20%-25%。美国提出了“向生物技术要产量”的口号，美国南伊利诺伊大学的科学家正在进行抗病育种的研究工作，1997年时已育成6个能自体抗病的农作物新品种，该校目前正集中力量培育能自体抗病的黄豆新品种。
正在实施中的人类基因组项目将在本世纪初完成，这将极大地推动医学领域的研究活动，有利于人们的健康。许多危害人类的疾病，如心血管病、癌症、艾滋病、糖尿病等，将得到有效的预防、治疗和控制。美国有数十家公司已用“合理药物设计”法设计超级药物，这种方法能把生物技术和化学紧密地结合起来，研制的超级药物能医治目前药物不能医治的癌症、艾滋病和多发性硬化病等多种致命疾病，有的已经进人人体试验阶段。专家们预计，这方面的研究将对遗传机制、发育机制和免疫机制有更多的了解，而且对了解生物进化过程也有重大的意义。
克隆技术是一个具有划时代意义的重大科技突破，1997年英国克隆的“多莉”羊的出生，引起世界范围的高度重视，科学家认为它预示着“21世纪人类将全面进人克隆时代”。克隆的本意是指无性繁殖，即复制、拷贝生物，而不用依靠父母来繁殖。采用克隆技术，可以加快良种家畜物业的繁殖，从而有可能使畜牧业发生一场革命;克隆技术可以培养出一批批优质的牛羊品种，以满足人们的需要;可以拯救濒危野生动物，保持生态平衡;可在医学领域大量生产人们所急需的许多名贵药品。此外，采用克隆技术，可以对植物的细胞、组织或器官等进行克隆，改变“靠天吃饭”的传统农业。克隆技术的发展将会改变人类的生存环境，大大造福于人类。
生物技术与计算机技术相结合，也逐渐成为生物技术领域的新趋势。生物芯片计算机正在研制之中，美国艾菲梅特里克斯公司宣布用DNA成功地制成生物芯片，可用于读取活组织基因进化而来的涌动信息流。这是生物技术与计算机技术融合的结晶。
(三)新材料得到广泛采用。科学家和工程学家预测，21世纪的新材料将向着不同材料复合方面发展，研制的一种性能优于母体单体材料的“先进复合材料”将是解决适应各高技术的特殊需要的全新概念的新材料技术。本世纪材料科技的发展具有功能化、复合化、智能化特征，最活跃的将是信息功能材料、纳米材料、高等陶瓷、生物材料、复合材料等。具有高比强度、高比刚度、耐高温高压、耐磨耐蚀等极端条件的结构材料、智能材料等也将进一步受到重视而获得新的发展。
新材料发展的经历和趋势表明，新材料技术对包括信息技术、生物技术在内的其他高技术的突破和发展起着基础作用，专家们预测新材料产业正在有力地推动世界新的产业革命。德国分析了世界各国高技术发展计划，总结出21世纪九大重点领域，首选是先进材料，其次是纳米技术、微电子学、光子学、微系统工程、软件与计算机模拟、分子电子学、细胞生物技术、生产与管理工程。在这9个领域中列出多个课题，其中属于先进材料的有2}’项，在其他领域中与材料直接相关的课题有27项，如纳米技术的纳米材料、微电子学中的信息存储微电子材料、高温超导材料等。在未来高技术课题中，有关先进材料的课题占60%以上。
随着科技的发展特别是信息技术的发展，人们将越来越多地利用计算机来设计新材料，目前材料设计已日益发展成为现代材料科技中一个重要的基础领域。材料设计大体上可分成以下几大类:在数据库知识库基础上，利用计算机进行性能预报;利用计算机模拟提示材料微观结构和性能关系;在突破已知理论或总结实验规律的基础上，提出新概念并采用新技术来研制新材料;深人研究各种条件下材料的生长过程，探索和开创合成材料的新途径;选定重点目标，组织多学科力量联合设计某种新材料。
(四)环保技术和环保产业成为竞争热点。在21世纪，人类将更加普遍、理性、科学地节制生育和消费，更加重视人类的生存环境和质量，注重保护自然界动植物的多样性和自然生态，重视地球上有限资源的合理利用和可再生循环。
随着环保观念和持续发展观念的日益深人人心，各国环保投资不断增长，越来越多的国家力求在环保产业和环保市场获得优势，环保技术和环保产业成为国际竞争的又一个热点。在农业生产领域，开发水土保持型生态农业已成为根治环境恶化、发展环保产业的重要手段。这种农业生产模式，是以水土保持为主要手段，以恢复良性生态经济系统为中心，形成高效的农业生产系统，达到生态效益、经济效益和社会效益的有机统一。目前世界许多地方荒漠化严重蔓延，在这个地区建立水土保持型生态农业，能根治环境恶化，提高系统生产力，这是今后的发展方向。
各发达国家空前重视开发环保技术，目前，一场争夺环保技术制高点的国际竞争十分激烈。在无氟制冷技术上，美国和西欧之间展开争夺;在资源回收方面，日本和西欧互相竞赛。为了在竞争中获得优势，美国微软公司、日本、西欧在环保产业中大量应用计算机技术和新材料，开发科技含量高的环保产品。
科学家们还在环保领域大量采用生物技术，以遏制环境继续恶化的趋势。目前开发的主要技术有:用生物方法处理污水;用微生物脱硫防治大气污染;用细菌降解清除污染物;用无污染生物农药防治农作物虫害;培育抗病虫害农作物;开发实用的生物降解塑料。
(五)宇宙开发将空前活跃。航开技术在经历了半个多世纪的发展后，将加快实用化和商品化的步伐，发展各种更先进的实用人造卫星。迄今为止，仅美国和前苏联就发射了近500颗人造卫星。本世纪初，各国计划发射的卫星将超过100()颗，其中通信卫星、全球定位卫星和地球资源卫星被认为最有商业发展前途。此外，开发月球资源和扩大太空生产能力将成为现实，星际远航也将踏上新的征途。如果进展顺利，人类有可能在21世纪20年代实现月球采矿的计划。
