合成生物学作为大健康领域科技创新的引擎与新质驱动力，已渗透到医药、健康、环境、能源等各大领域，正在变革性改造或颠覆传统大健康产品的研发路径，引领研发从“找菌种”到“找基因”，从“被动筛选”到“主动创新”，从“利用自然菌种”到“人工设计产生菌种”的转变。

未来，合成生物学还将是颠覆性产业创新和跨越式科技发展的系统集成，今后可以颠覆重大品种的合成工艺、打破国外大品种的垄断、孵化国际声誉的标杆企业、带动传统产业向高端产业的转型升级、研发具有自主知识产权的新产品、培养一批行业内高级专业技术人员。

当前，大健康研发和传统量产体系面临众多发展痛点，比如新药发现困难、生产工艺复杂、“三废”超标排放、微生物污染、资源能源浪费严重、化学污染和残留、牺牲环境为代价等。这也给合成生物学在大健康领域应用提供了研发的钥匙。合成生物学已在升级新药发现、删除无效组分或定制活性组分、缩短多杀菌素发酵周期、改变产物源头、生物合成替代化学合成中间体、化繁为简颠覆合成路径、排除异味、抑制发酵倒罐污染、赋能医药创新九大场景中发挥了重要作用。

在生物农药领域，多氧霉素是目前使用范围最广、开发最为成功且尚未产生耐药性的最佳生物农药之一。我们通过基因定向编辑技术，可对菌株进行精准改造，定制具有特定功能的个性化组分，从而研发出对稻瘟病、梨黑斑病、核果褐腐病等病原菌具有显著防治效果的专用菌种。这意味着，针对不同病害，可选用相应的定制化菌种进行生产，无需合成无效组分，也避免了传统混合型农药中多种成分混杂的问题，真正实现按需定制。目前，我们已构建多个具有不同功能特性的菌种资源，可支持新型定制化生物农药产品的进一步开发与技术转让。

原始创新的一小步，是产业发展的一大步。未来，希望生物学家和工程师联合起来对生物体进行重新布线和编程，高效、经济、环保地生产更廉价的药物、食品和健康产品，为汽车提供绿色能源，为治疗癌症和遗传病等重大医学难题提供新手段，最终改变我们的生活。

秸秆综合利用是提高秸秆资源高附加值利用的有效途径，推动秸秆利用高质量发展具有重要的国家战略意义。我国木材对外依存度超过50%，用秸秆替代木材生产人造板，有利于保障我国木材安全；秸秆材料化利用接近零碳排放，能助力我国“双碳”战略的落实；秸秆利用还可以培育产业新模式，增强发展新动能，助力乡村振兴。

基于秸秆的多尺度结构特性与可调控反应活性，通过微观结构调控、界面精准修饰与定向功能耦合等技术融合，吴义强院士团队创制了秸秆基系列先进功能材料，并推动其在绿色催化、新型储能、环境修复等领域的应用，助力我国农业资源低碳循环与产业高质量发展。例如，秸秆通过物理/化学改性及吹塑、成膜等方式可开发成地膜材料，具有环境友好、功能可控的特点，能替代传统塑料地膜，实现农业生产的绿色覆盖与生态回归。其团队正在进行液态缓释地膜的研究，其形成的致密膜层能有效抑制杂草生长，实现作物富硒生长。此外，该种地膜可在土壤中快速降解并转化成肥料，达成“肥膜一体化”的综合生态效益。

针对秸秆资源的高效利用，吴义强提出四方面建议：一是在原料保障体系方面，针对建材、包装等不同材料化路径，建立覆盖主产区的资源图谱与定向收储网络。二是在技术支撑体系方面，重点突破秸秆组分精准分离、纤维素高值转化、复合材料高效制备等核心关键技术。三是在产品创新体系方面，前瞻性布局秸秆基材料在绿色储能、高效吸附等新兴领域的应用。四是在产业标准体系方面，加快制定覆盖秸秆原料、制品、装备及碳核算的全产业链标准体系；创新建立秸秆产品全生命周期碳足迹与绿色效益科学评价方法；加速对接绿色产品认证、政府绿色采购及碳交易市场。

蔬菜产业是农民增收的重要渠道，蔬菜害虫防控对于保障“菜篮子”产品有效供给具有战略意义。数据显示，我国蔬菜常年种植面积超过3.4亿亩，总产量超过8亿吨，总产值超过2.5万亿元，以10%的种植面积创造了种植业约40%产值，蔬菜产业是乡村振兴的重要抓手。

我国蔬菜害虫发生形势严峻，呈现九大特点，包括害虫种类繁多、发生情况严重、发生演替规律复杂、天敌控制作用弱、极易远距离扩散、外来入侵害虫危害严重、用药种类少、农药使用量较大、抗药性严重等特征。其中，要特别注意抗性害虫防控，最新研制的药剂多先在蔬菜上使用，蔬菜害虫常常也是最先对新型药剂产生抗性的害虫。必须加强害虫抗药性监测，并要高度重视区域抗性差异。

害虫绿色防控可从昆虫生长、发育、繁殖和行为习性，以及影响昆虫的非生物因素和生物因素出发，恶化其生存条件，达到控制其种群的目的。利用昆虫的趋光性、食性、趋化性、昆虫温度适应性等生物特征，可采取色板诱杀、灯诱杀虫、性信息素诱杀、日晒高温覆膜法、天敌生防等一系列绿色防控技术，在此基础上再结合化学防治，建立以预防为主，综合防治的蔬菜害虫绿色防控体系。

展望未来， RNA农药具有高度特异性与不易产生抗性的特点，有望成为下一代绿色防控技术的重点突破方向。

生物制造能够从根本上变革传统制造模式，推动医药、农药、材料、食品等重要工业产品制造与生物技术深度融合，促使经济发展向绿色低碳、无毒低毒、可持续模式转型。

生物制造有助于推动制造业转型升级并催生新业态。其一，促进绿色发展，降低工业过程的能耗与物耗，减少废物排放与对水、空气、土壤的污染，大幅降低生产成本，提升产业竞争力。其二，促进低碳发展，以绿色生产模式替代传统高碳工艺，助力“双碳”目标实现。其三，促进循环发展，优化自然资源与能源利用效率，实现物质循环利用、能量梯级转化与生态环境良性互动。

生物制造被视为可引领“第四次工业革命”，是加快形成新质生产力的关键领域。

在农药生物制造方面，依托生物学、工程学等多学科理论与方法，生物制造技术可实现农药生产过程的碳减排和农药使用的增效减量。随着政策鼓励低毒农药应用，烟嘧磺隆成为重点推广品种之一，而2-氯烟酸是合成烟嘧磺隆的关键中间体。通过化学-酶催化及反应、分离、纯化等多单元耦合技术，能够推动烟嘧磺隆合成路径的创新。咪唑啉酮类除草剂广泛用于大豆、水稻、小麦等作物田间杂草防治，通过深入解析腈水合酶催化性能的分子机制，建立酶精准设计与改造策略，可有效减少无机盐与含腈废水排放，彰显生物制造的绿色价值。L-草铵膦的全化学合成存在手性构筑困难、选择性低、成本高等问题，而采用化学-酶法合成L-草铵膦，则具有酶活性高、选择性强、稳定性好等优势，能显著减轻环境负担，符合农业农村部“农药减量增效”的政策导向。

合成生物制造作为一场新型的“工业革命”，正深刻改变物质生产方式，将在生产原料、制造流程和产品特性等方面实现重大革新，加速新质生产力的形成，从而有力支撑国民经济持续快速发展。

当前，全球绿色农药市场高度集中，长期存在寡头主导、区域分化、技术驱动的垄断局面，市场需求日益向高效低毒、环境友好型产品倾斜，欧美等农药监管严格，绿色产品成为主流。

反观我国农药市场，2024年，我国农药产量达367.5万吨，出口量达246万吨，基本为过期专利产品，主要集中于草甘膦（占全球出口量的60%）、吡虫啉等大宗品种。同时，95%以上的农药企业产品以仿制为主，同质化竞争导致毛利率低于10%。由此可见，我国原创母核匮乏、研发体系不健全和市场竞争力薄弱制约着我国绿色农药发展，构建原创绿色农药研发产业体系势在必行。

农药母核又称“核心骨架”，是指决定农药分子生物活性的核心化学结构部分，在此基础上通过化学修饰可以衍生出成百上千种不同的农药分子。可以说，拥有母核就意味着拥有了该类农药的源头知识产权。在近20年全球公开的新农药专利结构中，具备原创母核潜力的母核来自中国的仍不足5%。这种巨头构建的技术壁垒与我国创新乏力的结构性矛盾，导致我们在国际市场话语权微弱，不利于我国绿色农药产业的发展。

今后，我们要推动我国原创产品产业化落地，突破跨国巨头技术封锁，研发具有自主知识产权的绿色农药产品，推动我国农药产业从仿制跟随向原始创新战略转型，从而保障国家农业发展与生态安全，助力全球农业绿色发展。就此，对未来原创绿色农药的研发提出五点建议。

一是评价导向价值化。破除“唯论文”考核，建立以母核创制与商业转化为核心的评价体系，引导科研成果从论文走向货架。

二是源头创新自主化。摆脱对国外过期专利的“跟随式修饰（Me-too）”思维，聚焦全新化学母核与新作用机理的源头发现，培育具有完全自主知识产权的原创母核。

三是筛选模式数智化。利用“AI—高通量筛选”重构研发流程，在设计端即锁定分子的结构新颖性与成药性，大幅提升原创母核的命中率与工业化成功率。

四是政策扶持差异化。对全新母核与简单修饰实施差异化审批，为具有代际优势的顶级原创药提供更长的独占保护期与审批绿灯，拉开与伪创新的差距。

五是商业布局全球化。推动核心专利的PCT国际布局，鼓励以技术授权形式参与全球价值分配，用国际市场的认可来验证中国原创农药的含金量。