2014年7月11日，OECD和联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）联合发布了《OECD-FAO农业展望报告2014-2023（OECD-FAO Agriculture Outlook 2014-2023）》，报告对未来10年全球及各国生物燃料市场的格局及中期定量计划进行了分析。上篇对全球及各国乙醇和生物柴油的价格和产量进行了介绍，下面对应用和贸易等的发展预期数据进行介绍。 市场趋势与前景 乙醇的生产和应用 得益于粗粮和糖的价格较低，全球乙醇产量经历了2012年的明显下滑后，在2013年实现了增长并超过了2011年的水平，预期全球乙醇产量在未来十年将持续增长，全球乙醇供给量在2023年将达到1580亿升（见图1）。 图1全球乙醇市场发展趋势 图2全球乙醇生产和应用在2023年的区域分布 全球三个主要的乙醇生产国将依旧是美国、巴西和欧盟（见图2），发展中国家的乙醇产量将从2013年的450亿升增长到2023年的710亿升，其中巴西占增长部分的绝大份额。 在美国，生物燃料的总产量将由EPA将要制定的未来十年包含高级生物燃料、生物柴油和纤维素生物燃料在内的生物燃料强制方案决定。美国乙醇产量预期将从2013年的500亿升增加到2023年的710亿升。从2016年开始，美国乙醇产量的增长将主要以纤维素乙醇为主，2023年将达到73亿升。 在欧盟，燃料乙醇的生产原料以小麦、粗粮和甜菜为主，预计2023年的产量将达到121亿升。从2017年开始，随着糖配额的废除，甜菜用于生产乙醇与用于生产人类消费品相比利润下降，进而导致甜菜乙醇的产量将下降到13亿升，纤维素乙醇将迎来发展机遇。2023年，欧盟交通运输燃料中乙醇燃料的使用比例将达到6.6%。 巴西乙醇应用的增长与其25%的乙醇掺入强制法案、灵活燃料工业的发展以及从美国进口高级生物燃料的需求密切相关。巴西乙醇产量预期将从2013年的250亿升倍增至2023年的500亿升，其中净出口量将由20亿升增加至110亿升，应用量将从224亿升增加至390亿升。 生物柴油的生产和应用 2013年，全球生物柴油生产停滞不前，在首要生产区欧盟，受到对可能降低支持第一代生物柴油供给的争论的影响，欧盟生物柴油供给没有增长。同时欧盟出台的反倾销税政策也抑制了阿根廷的生物柴油出口，进而导致阿根廷生物柴油产量下降。尽管如此，全球生物柴油的产量预期仍将在2013年的基础上增长54%，在2023年达到400亿升（见图3）。欧盟预期仍将是生物柴油的首要生产国和消费国，其他主要国家还包括阿根廷、美国、巴西、泰国和印尼（见图4）。 图3全球生物柴油市场发展趋势 在发展中国家，除阿根廷外，巴西、印尼、泰国和马来西亚的生物柴油产量都实现了增长，发展中国家的生物柴油产量在2023年将达到160亿升。影响发展中国家生物柴油生产的因素之一是替代原料的可用性，如麻疯树并不适合生物燃料的大规模商业化生产。 在欧盟，经历了2013年生物柴油消费的大幅下滑后（从2012年的134亿升下滑至2013年的120亿升），考虑到受欧盟成员国强制法案及税收减免政策的影响，欧盟生物柴油应用量预期在2020年将达到190亿升的稳定水平，届时生物柴油消费量将占欧盟柴油应用总量的7.4%。2020年前，欧盟成员国国内生物柴油的生产将与应用同步增长，未来十年内第二代生物柴油并不会取得明显成功，为满足RED目标，至少有32亿升生物柴油需要进口。 在美国，未来十年内生物柴油强制法案将保持稳定在48亿升的水平。由于乙醇掺入存在壁垒，生物柴油的应用在未来十年时间里将迎来强有力的增长，2023年生物柴油的消费量将达到65亿升，以帮助实现EPA的高级生物燃料和生物燃料总体强制目标。如果EPA决定调低生物燃料强制方案的目标，那么生物柴油的消费将与强制目标非常接近。在柴油消费量下降的情况下，生物柴油在柴油中的掺入比例将从2013年的1.4%增长到2023年的2.7%。 图4全球生物柴油生产和应用在2023年的区域分布 阿根廷和印尼生物柴油的发展将直接决定发展中国家生物柴油的产量，阿根廷生物柴油的产量在2014年仍将受到欧盟反倾销税的影响，到2023年，阿根廷的生物柴油产量预期需达到36亿升才能满足出口和国内需求，届时考虑到对生物柴油10%掺入比例的强制要求以及柴油消耗的持续需求，阿根廷国内的生物柴油需求量将达到17亿升。印尼生物柴油的出口与国内消费之间的竞争也将加剧，其目标是能同时满足这两个市场，假定印尼能实现20%的生物柴油目标，产量也需从2013年的18亿升增长至2023年的33亿升。 乙醇与生物柴油贸易 全球乙醇贸易预期将快速增长，主要来自美国与巴西之间的乙醇贸易，预期到2020年达到乙醇掺入壁垒前，两国间的乙醇贸易都将持续增长。到2023年，美国从巴西进口的甘蔗乙醇量将达到100亿升。同时，考虑到国际坚挺的乙醇价格以及美国国内相对便宜的玉米乙醇价格，美国到2023年将出口50亿升玉米乙醇，其中大部分出口至巴西。 加拿大和欧盟也将进口美国乙醇，其中欧盟进口美国乙醇的规模将受到美国和欧盟间贸易争端的强烈影响，未来十年，预期欧盟平均每年进口的乙醇量为16亿升。发展中国家则是乙醇净出口国，其中巴西净出口110亿升，印度、巴基斯坦、南非和泰国累计净出口12亿升。 生物柴油贸易在未来十年预期增长缓慢，阿根廷和印尼仍将是首要出口国，两国的出口潜力都将受到各自国内需求的增加以及欧盟2014和2015年反倾销税的抑制。欧盟在未来十年的生物柴油净进口量维持在RED所指定的2020年32亿升的水平。美国将有少量过剩的生物柴油进行出口，但为了满足美国生物燃料强制法案的要求，其生物柴油出口也将减少。 生物燃料的生产原料 粗粮和甘蔗依旧是首要的乙醇原料（见图5），菜籽油持续占据生物柴油生产的主导地位（见图6）。粗粮乙醇所占比例下降13%，在2023年占据45%的份额，相当于全球粗粮产量的12%。糖乙醇（含甘蔗和甜菜）所占份额从2013年的25%增加到2023年的31%，2023年，全球28%的蔗糖被用于乙醇生产。与2013年相比，木质纤维素乙醇的份额得以较大提升，2023年占乙醇总产量的比例将达到5%，且主要由美国生产。 图5乙醇生产原料 源自菜籽油的生物柴油所占份额将从2013年的80%下降到2023年的76%，占2023年全球菜籽油产量的14%。其他原料来源，主要是地沟油和动物油脂的生物柴油所占比例将从2013年的18%增加至2023年的21%。 图6生物柴油生产原料 查看详细>>

近年来，全球海洋资源开发进展迅速，诸如海藻等海洋产品的专利市场呈现出一片繁荣的景象，现已证实，对海藻水产养殖研发的投资是推动海藻产品生物技术市场发展的首要动力，其重要性远高于对提升海藻产能的投资。本报告通过对1980～2009年间海藻相关德温特（DII）专利申请、论文和产量等数据进行分析，用于评估海藻生物技术的增长速率、地理分布以及应用领域等，同时比较增长率与海藻农业的科技投资和海藻生产市场的关系。下面对主要结论进行简介。 基础数据信息 自1990年以来，海藻研发专利和科技论文（ISI-WOS）数量都快速增长，总量分别为7890件（1980～2009年）和871篇（1970～2011年），年均增长率分别为11%和16.8%。 国家与地区分析 海藻研发专利市场地区分布失衡严重，1980～2009年间，全球仅有15个国家公开了海藻研发专利，其中亚洲国家占主体位置，而欧美所占比重则很小；非洲国家尽管产量显著，但并没有专利公开；在南美洲，尽管诸如智利等国家已有悠久的利用和生产海藻的历史，但仅有巴西有相关专利公开。超过95%的专利仅来自前10个国家，且前两个国家（日本和韩国）的专利总数所占比例高达65%。 日本、中国和韩国不仅占据全球海藻专利市场的主导地位，这三国同时在海藻生产方面也位居前五之内。中国是最大的海藻生产国，1980～2009年，中国的海藻产量高达1.42亿吨，占全球的62.81%。然而，其他海藻主产国却未见专利公开，如菲律宾、朝鲜、印尼、桑给巴尔和智利等。超过99.8%的产量来自前10个国家，且前两个国家（中国和菲律宾）的海藻总产量所占比例高达71%。 在科技论文产出方面，1970～2011年间，全球有55个国家发表了海藻研究相关论文，美国、日本、中国、智利和西班牙位居前五位。许多海藻生产国家（以发展中国家为主）依旧没有科技论文产出。科技论文产出前10个国家及前两个国家（美国和日本）的相应比例分别为60%和21%。专利、论文和产量的国家与地区统计见表1。 表1海藻研发与生产的国家与地区分布 国家专利数百分比国家产量(吨)百分比国家论文数百分比 日本3443 43.63中国141,563,180 62.81美国112 12.87 韩国1692 21.45菲律宾19,079,928 8.46日本70 8.05 中国1505 19.08朝鲜18,744,972 8.31中国66 7.59 美国266 3.37日本15,887,550 7.04智利49 5.63 俄罗斯256 3.25韩国15,738,281 6.98西班牙45 5.17 WIPO 201 2.55印尼11,118,328 4.93巴西39 4.48 法国159 2.02桑给巴尔1,155,787 0.51印度38 4.37 欧专局110 1.4智利1,121,551 0.49澳大利亚35 4.02 德国70 0.88马来西亚551,809 0.24德国30 3.45 台湾48 0.61越南380,100 0.001加拿大30 3.45 西班牙41 0.52基里巴斯112,698 0.05韩国28 3.22 巴西29 0.36斐济75,530 0.03法国28 3.22 英国22 0.27柬埔寨56,600 0.02以色列28 3.22 意大利22 0.27俄罗斯54,400 0.02菲律宾27 3.10 其他(3)26 0.33其他110,091 0.04其他245 28.16 总计7,890 100总计(17)225,374,506 100总计(40)870 100 （说明：专利和产量数据统计区间为1980～2009年，论文数据统计区间为1970～2011年。） 应用领域分析 从专利和论文的应用领域分布角度分析，食品工业是海藻的首要应用领域，专利和论文数所占比例分别为37.7%和21%，其次是农业与水产养殖领域（见图1）。这个结果与海藻分类结果一致，海带是亚洲食品的传统成分，其专利数量占专利总量的比例为47%，论文数占论文总量的比例是8%。江蓠和石莼的论文数最多，分别占论文总量的15%和13%。除此之外，它们还用于化妆品、化学工业和生物修复领域。 其中，从1992年开始，海藻的新应用领域快速发展，包括化妆品、生物制药和生物燃料等新领域。 图1不同应用领域的海藻专利（左）和论文（右）数量统计 研究显示，非海藻生产国近期在参与海藻专利市场中的兴趣更多在于对更加复杂产品的研发上，而发展中国家所占的市场份额依旧很低。食品工业、农业与水产养殖技术以及人类健康相关的海藻专利主要是亚洲国家处于主导地位，主要包括日本、中国和韩国。而其他海藻应用领域的专利在其他国家和地区的分布则更为均匀，特别是欧洲国家和美国在生物修复、化妆品和工业应用领域的参与度显著高于这些国家在食品工业以及农业和水产养殖业领域。在生物燃料、基因和科技应用等新应用领域，中国尽管在此领域的专利数量仅占其专利总量的2.76%，但在此领域的全球专利中，中国却占50%的份额。 讨论与建议 报告建议加强研发伙伴项目，加强现有水产养殖业与海洋产品生物技术新机会的链接，重视增强发展中国家、特别是海藻主要生产国家在整个海藻研发与应用产业链中的参与度。 查看详细>>

7月9日，欧盟企业领袖发起欧洲联合生物基产业发展计划（European Joint Undertaking on Bio-based Industries，BBI），旨在促进投资和创造生物基产品和原材料的“欧洲制造”竞争市场环境。 2014—2024年期间，该计划将向欧盟经济注入37亿欧元，其中9.75亿欧元来自欧盟委员会，2.7亿欧元来自生物基产业伙伴（BIC），用以发展新兴生物经济。通过资助研究和创新项目，BBI将在各界寻求新的合作伙伴，例如农业、农产品、技术提供商、林业/纸桨和纸、化学和能源。BBI的目标是运用欧洲未开发的生物质和废料作为原料制造非化石能源和绿色日用品，其核心是先进的生物精炼厂，以及将可再生资源转化为生物基化学品、材料和燃料的创新技术。 BBI包含从初始产品到消费市场的五条价值链，其将有助于弥补从技术开发到市场的创新空白，实现生物基产业潜力在欧洲的可持续发展。 首轮BBI征集高潜力和高影响力的投资项目，为社会、经济和环境的长期战略注入共5000万欧元（除企业份额预期为1亿欧元以外）的资金，项目分为16个主题：其中10个研究创新行动总预算为1500万欧元；6个创新行动（5个试点项目和1个旗舰项目）总预算为3500万欧元。这些项目的目标为： ?建造基于可持续生物质收集和供应系统的新价值链，提高产量和促进生物质的利用； ?开放废料和纤维素生物质的利用和维持； ?通过优化原料利用和产业侧流提升现有价值链的水平，向市场提供新赋加值的产品，从而拉动市场和增强欧盟农业和林业竞争力； ?通过研究创新促进技术成熟，升级和建立模范和旗舰生物精炼厂来处理生物质和生产创新生物基产品。 查看详细>>

随着测序技术和工具的日益成熟，合成和操纵遗传物质的技术发展使得合成生物学也迅速趋于成熟。迄今为止，合成生物学的工作重点主要放在操纵驯化生物个别种的基因，以执行生产药物或燃料等特定任务。这些物种往往对外界环境比较敏感，基因组相对不稳定（基因改变和重组往往会导致之前设计优势的丢失）。维持环境控制和监测以及修正基因改变所需的成本极高，严重限制了合成生物学在美国国家安全任务方面的广泛应用。 为了帮助解决这些挑战，美国国防部先进研究项目署（DARPA）创建了复杂环境中的生物鲁棒性（BRICS）项目。BRICS旨在对相关问题形成基本认识，开发相关组件技术，以增加工程生物的生物鲁棒性和稳定性，同时保持或提高这些生物体在复杂生物环境中应用的安全性。最终目标是为未来工程生物系统构建技术基础，从而在生物医学、产业和战略方面实现更大的潜能。 通过使生物系统变得更加强大、稳定和安全，BRICS力图充分利用在工程学和生物学之间交叉领域的多个功能，包括高效的按需生物生产新型药物、燃料、传感器和涂料等，或工程微生物能够通过治疗或预防疾病提高人类的健康水平。 DARPA已计划于2014年8月21日在阿灵顿会议中心开展“提议者日”的活动，以了解与BRICS技术目标一致的潜在参与人员。 BRICS将重点推进以下三个关键技术的领域的进步： （1）鲁棒性——优化工程生物在不同环境条件下发挥功能的鲁棒性； （2）稳定性——保持工程系统的遗传完整性； （3）安全性——开发控制工程生物在复杂环境中的生长和增殖的方法。 该计划还将弄清在复杂生物环境中影响以上三个特性的动态变化。一旦充分认识影响因子和相互作用等动态变化，DARPA计划支持一个综合性团队，以使用先进的方法和工具来构建一个包含多物种的系统，其可以表现在复杂环境中运行所需的所有属性。 查看详细>>

2014年7月，英国生物技术和生物科学研究理事会（BBSRC）发布《年报和财务情况2013-2014》。报告梳理了过去一年中，农业和食品安全、工业生物技术和生物能源以及与医疗保健相关的生命科学研究三个领域的重大事件。本文主要介绍工业生物技术和生物能源领域（IBBE）的内容。 随着战略计划的更新，BBSRC将更多的侧重于扩大工业生物技术的应用，不局限于可再生能源，还包括化工原料、工业原料和中间体、高价值化学品以及生物制药等。除此以外，BBSRC还将在支持英国创建具有凝聚力IBBE研究联盟，尤其是与产业界的协作方面发挥核心作用。2013年12月，BBSRC公布了13个有特色的工业生物技术和生物能源产业界-学术界网络（NIBB），旨在将高质量的学术研究成果与企业的供应链结合起来，开发有潜力克服IBBE未来重大挑战的研究项目。同时也积极吸纳具备技能的新成员加入。 2014年1月，BBSRC启动工业生物技术催化剂计划首轮招标，将支持四大综合性研发项目。2014年3月，召开国际生物能源大会，介绍全球生物能源科学的最新进展，探讨与此相关的政策、商业化和国际协作等问题。 此外，BBSRC还推出“生物能源工具箱”，鼓励研究人员与公众积极参与对话。BBSRC还与其他几家机构一起拨款380万英镑为企业开发标准工具盒服务，帮助合成生物学领域新兴企业的成长。 查看详细>>

DNA与蛋白质（包括抗体）相连为诊断技术、纳米技术和其他学科的应用提供了新的思路。DNA-蛋白质结合物，即以DNA标记蛋白质，可用于生物材料的灵敏性检测和可视化等用途。该方法还为在纳米技术领域操控蛋白提供了简单的方法，即DNA作为操作手柄。但进行如DNA和蛋白质等大分子结合在技术层面存在相当大难度的挑战。丹麦奥胡斯大学与丹麦国家研究基金会DNA纳米技术中心的研究人员已经开发出一种新的、有效的、操作更为简便的DNA标记蛋白质方法。此项研究成果发表于《自然-化学》。 该新方法能够直接将DNA标记到蛋白质的特定位点上，而无需预先对蛋白进行基因修饰，也就是有可能标记包括抗体在内的天然蛋白质。 研究人员使用了一段被设计成可以结合金属离子的DNA，以此作为“控制杆”，来指导另一段DNA结合到蛋白的金属结合位点上。蛋白结合金属位点种类繁多，这使得其很适合新的方法。使用该方法的优势在于经DNA标记后的蛋白仍保留本身的功能。目前，研究人员正在就该方法申请专利，它在许多领域都颇具应用潜力。 此外，研究人员还在进一步开发该方法，使得将化疗药物与抗体结合成为可能，而不仅仅是DNA。 查看详细>>

美国能源部（DOE）联合生物能源研究所（JBEI）开发了一个强大的新工具，以促进“燃料”作物生产清洁、绿色、可再生生物能源发展的基因工程。研究人员开发的分析方法，使科学家能够鉴定和表征植物细胞壁生物合成的关键部件——核苷酸糖转运因子。这对于开展植物细胞壁的代谢工程研究极其重要。此项研究成果已发表于《美国国家科学院院刊》上。 植物生物质中的糖类代表了环境中的潜在能源，其可以转换成运输燃料（汽油，柴油和喷气燃料）。为了能与石油基燃料在经济上竞争，其中一个关键点在于改良燃料作物细胞壁，提高含糖量。 除纤维素和胼胝质，植物细胞壁中的复合多聚糖由糖基转移酶在高尔基体中合成。这些多糖由简单的核苷酸糖底物装配而成，它们将从胞质溶剂被运输到高尔基体，并完成组装。尽管其重要性显著，但到目前为止仅有少数的植物核苷酸糖转运蛋白的功能完成分子水平的鉴定。 研究人员创建了几个核苷酸糖转运子的人造底物，然后将转运子重建后并入脂质体，以进行质谱分析。研究人员利用这种技术来表征6个来自于拟南芥的新的核苷酸糖转运子功能（此前已鉴定的6个拟南芥转运子属于同一个蛋白家族）。 实验发现，这六个新的核苷酸糖转运蛋白具有双特异性，而其针对的两种底物从物理角度来看，并不具有相似性。 除此以外，该法还被用于表征其他20个转运子的功能（其结果即将发表）。 查看详细>>

来自美国威斯康星大学的一组研究人员已经确定了大肠杆菌中抵抗极高剂量辐射的46个基因。这项研究揭示了细胞自我修复的新途径，包括人类的DNA修复途径，有助于保护人类免于癌症。 高剂量的辐射对人类、植物和动物来说都是致命的，但对微生物细胞的杀伤力却十分有限。尽管某些细菌，特别是耐辐射球菌，对高强度辐射具有极强的耐受力。野生型大肠杆菌缺乏抗辐射能力，可以通过不断提高辐射水平筛选得到耐药菌株。 新鉴定的46个基因并非都来源于由高辐射水平引起的突变，其中有相当一部分存在于正常的野生型菌株。这一结果强调了一点，即在高剂量辐射后生存不是依赖于单一的机制或程序，而是多方面的。 该研究使科学家对于细胞如何处理电离辐射有了基本的认识，提供了细胞在减轻电离辐射对细胞损伤方面的新功能的图谱。它揭示了细胞修复DNA以及更为普遍的修复蛋白和其他组分的潜在新途径。 其中一个基因具有修复双链DNA断裂的功能，这是此前未知的。该基因与人类基因（XPB）有关，它可能有助于阐明人体内的一些重要的DNA修复途径。 查看详细>>