光合作用合成生物学研究现状及未来发展策略

我国在光合作用合成生物学研究方面的短板

尽管我国在光合作用合成生物学相关领域获得一定进展，然而我国在这一领域中的研究仍具有明显短板。

我国光合作用相关研究仍较为零散

尽管实现了在特定领域（如光合作用系统生物学、光合作用大分子结构与功能等）的国际话语权，但是整体水平仍较低，尤其是国家层次的研究平台尚未建成，这与光合作用在社会发展中的重大战略性意义不相称。与此相对，国际多个发达国家都竞相成立光合作用研究大型团队和平台，这些团队之间也一改已往相互竞争态势，形成了紧密合作的国际光合作用研究群体，占据了当前光合作用合成生物学话语权。

我国光合作用合成生物学研究目前跟实际应用之间的距离仍较大

在这一方面，首先值得一提的是，鉴于对光合磷酸化的基础研究成果，中国科学院上海植物生理生态研究所在 20 世纪 80 年代就发现，喷洒亚硫酸氢钠可以有效提高叶片环式电子传递，增加 ATP 供给，从而有效提高冠层光合作用效率及作物产量，这是光合作用基础理论研究用于指导生产的一个成功案例。从研究领域看，在粮食、能源等实用领域，我国光合作用相关研究仍较少，在摘要中同时体现“光合作用”与“能源”或者“育种”的研究仅仅为 2 718 篇，占中国光合作用领域论文总量的 22.70%。这一问题也体现在国家大型研究项目的设计与部署上。例如，尽管在“十二五”期间，“973”部署了“人工叶片”项目，“863”合成生物学重大项目部署了“光能人工细胞工厂的构建及应用”课题，但这些研究总体上属于基础研究和共性技术开发，尚未与大规模生物燃料生产的实际分子育种需求相结合。而在“十二五”期间部署的“973”项目“微藻能源规模化制备的科学基础”则侧重于微藻生物柴油生产全流程的示范，基本上没有微藻光合作用的研究内容。

我国光合作用研究科研经费支持仍然较低

近 10 年国家自然科学基金委员会在重大项目和重点研发计划中，包括了光合作用、矿质营养代谢、发育生物学、逆境生物学等领域，光合作用相关研究在这些领域中所获得的资助最少。在各类作物育种项目中，尽管高光效被认为是大幅度提高产量的重要途径，然而光合作用改良相关研究所得支持相对较少；同样，在生物能源方面，也存在相似问题。如何从政策及经费支持上，有效促使基础研究与应用研究之间的有效融合，是保障光合作用合成生物学研究长足发展的一个关键问题。