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    農業科技領域五大熱點技術

    2018-07-18 01:48 | 作者: 北京市農林科學院 | 標簽: 農業科技

    編譯:串麗敏 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

    一位來自TechAccel科技投資公司的總裁兼首席執行官Michael Helmstetter近期表示,人工智能、云計算、大數據與基因編輯技術的整合,加上從土壤到植物、食品到藥品、農場到餐桌的各種應用,正在推動農業投資。他基于科技商業投資的角度,提出了農業和動物健康領域五種最有前途的技術,以及看到的與這些技術相關的最佳創業機會。具體如下:

    1. 基因編輯和云生物學

    植物育種并不新鮮,但是應用于植物科學的基因編輯技術CRISPR正在基因編輯領域掀起一場新革命。

    基因編輯不同于創造一種轉基因生物,后者是引入另一個生物體的基因??梢园鸦蚓庉嬁闯晌恼绿幚碇械?ldquo;剪切和粘貼”功能,只是基因編輯是重新排列或刪除基因組的序列。該技術已經變得非常普遍,以至于我們經常能看到基因編輯項目。

    盡管CRISPR-Cas9是目前領先的基因編輯工具,但真核多重基因組工程(eMage)、鋅指蛋白(Zinc Finger Proteins, ZNF)、轉錄激活劑樣效應核酸酶(Transcription Activator-Like Effector Nucleases, TALEN)等替代技術也爭取在市場上大規模運用。市場有容納多種技術的空間,精確性、準確性和易用性方面的競爭仍在繼續。到2030年全球人口預計將達到85億,氣候變化的壓力使作物和動物面臨病害和退化,基因編輯對開發更具耐受力的高產量作物而言變得至關重要。

    另一項被稱為云生物學的創新可與基因編輯聯手使用。云生物學將人工智能、DNA數據、機器學習和分析結合起來,以縮短培育新作物所需的時間。正如安德森·霍羅維茲(Andreessen Horowitz)(云生物學的早期風險投資者)所指出的那樣,這是像編程一樣的生物學,通過軟件進行實驗。有了云生物學,尋找理想遺傳特征的過程可以從數年縮短到幾周。有了云生物學來為基因編輯過程提供信息,我們即將迎來一波新的綠色作物,來應對病害、氣候變化、瘟疫以及限制糧食生產的其他因素。

    2. 抗生素替代品

    不僅是人類健康受到抗生素耐藥菌的威脅,動物也面臨著超級細菌的威脅,這些超級細菌已經進化,能夠抵抗用來治療或預防疾病的藥物。隨著消費者意識到抗生素耐藥性已經成為一個公共衛生問題,他們的購物習慣開始發生變化,滿是抗生素的家禽、雞蛋、奶制品和肉類就不在選擇之列。

    人類和動物健康研究界正在研究抗生素替代品,包括各種利用動物先天免疫力的方法??股厥前延幸婧陀泻Φ募毦即輾Я?,而這種替代品是強化動物現有的免疫系統來抵御入侵的病原體。一些前景不錯的技術包括噬菌體技術,在作物植株中生成蛋白質和酶來改善飼料,以及進行微生物研究來開發新療法。

    3. 土壤生物制劑


    農民長期以來一直使用化學品來增加土壤養分或防治害蟲和雜草。但標準的農用化學品造成了徑流損失、水污染和表層土壤流失。隨著對人類微生物組的理解不斷深入,對土壤微生物組的研究也在不斷深入。檢查人類腸道細菌的器械同樣可用于微調那些有利于發芽、根系生長和保護植物免受病害或干旱威脅的微生物。

    與人類基因組研究的進步一樣,這一切都始于土壤解碼。追蹤基因組(Trace Genomics)公司堪稱土壤領域的一家基因測序公司,它幫助農民了解他們現有土壤微生物組的成分。這些成分因區域和作物而異,而解碼是重要的第一步。下一步是使作物與土壤匹配或是調整土壤微生物種群以適應特定作物的需要。預計將會有大量生物肥料、除草劑、殺真菌劑和殺蟲劑進入市場。地球微生物項目(Earth Microbiome Project)的普及可能會促成更多的初創企業和投資。

    4. 水產養殖

    從牡蠣捕收到羅非魚養殖,人類通過水產養殖獲得食物的歷史已長達數個世紀。不過,水產養殖創新的歷史還相對較短。2016年,水產養殖初創公司目標領域包括水培養技術、數據分析、魚飼料昆蟲養殖、藻類生產和供應鏈技術。創新重點是優化生產、減少損失和垃圾副產品,同時滿足人們對健康海鮮日益增長的需求。這一領域的知名創業公司包括ShellBond、Vaksea、NovoNutrients和OneforNeptune。

    開發口服疫苗或基于飼料的疫苗是一個重要的機會。目前,需要手動將每條魚一一浸泡或接種。注射不是一個特別經濟的過程,由于注射部位變色,可能會有損最終產品的質量。將免疫元素和營養物質放入飼料將大大有助于保持魚類健康并減少損失。由于水產養殖已經落后于創新發展,因此,顯著提高海產品質量和產量的變革性技術的使用時機已經成熟。

    5. 收獲后技術


    收獲后技術包括農產品在采摘、收割或采集后可能發生的所有情況。在這個領域進行創新的公司正在考慮食品安全監控器和包裝,增加保質期和可追溯性,了解每種水果、蔬菜、肉類或家禽從農場到餐桌的每一步??勺匪菪院屯该鞫纫蠓蠞M足消費者和監管的需求,是區塊鏈技術的首要應用場景。

    充滿希望的未來
    由于科學進步正在創造上述機遇,我們現在只觸及到皮毛。農業科技發展前景廣闊,深入挖掘后,農業技術生態系統也將創造出各種創新產品和服務,為人類提供糧食并培育出新市場。

    來源:農科智庫

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