國科發(fā)計〔2011〕587號

各省、自治區(qū)、直轄市、計劃單列市科技廳（委、局），新疆生產(chǎn)建設兵團科技局，國務院有關部門科技主管單位，各有關單位：
　　為了貫徹落實《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，指導現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展，加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，科學技術部制定了《“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展專項規(guī)劃》，現(xiàn)印發(fā)給你們，請結合本部門、本地區(qū)的實際情況貫徹落實。
特此通知。
　　附件：“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展專項規(guī)劃

科學技術部
二Ｏ一一年十一月十四日

附件：

“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展
專項規(guī)劃

科學技術部
二〇一一年十一月
目  錄

一、形勢與需求 5
（一）現(xiàn)代生物制造是世界各經(jīng)濟強國的戰(zhàn)略重點 5
（二）現(xiàn)代生物技術正在推動生物制造技術體系的形成與發(fā)展 6
（三）現(xiàn)代生物制造是推動我國經(jīng)濟結構調整、轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的內在需求 7
（四）現(xiàn)代生物制造是提高我國生物產(chǎn)業(yè)效率、增強國際競爭力的迫切需要 8
二、發(fā)展思路與原則 9
（一）基本思路 9
（二）基本原則 10
三、發(fā)展目標 10
（一）實施目標 10
（二）具體目標 10
四、重點任務 11
（一）解決現(xiàn)代生物制造的重大科學問題 11
（二）突破一批核心關鍵技術 12
（三）研究開發(fā)一批重大產(chǎn)品和技術系統(tǒng) 15
（四）提升生物制造科技創(chuàng)新能力 17
五、保障措施 18
（一）建立現(xiàn)代生物制造科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)調機制 18
（二）加大財政投入，建立多渠道投入機制 19
（三）大力促進企業(yè)創(chuàng)新能力建設 19
（四）促進知識產(chǎn)權的創(chuàng)造、管理、實施和保護 20
（五）加強高素質現(xiàn)代生物制造技術及產(chǎn)業(yè)人才隊伍建設 20
（六）加強國際合作，充分利用國外優(yōu)勢資源 20
名詞解釋 22

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加快調整經(jīng)濟結構、轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展，是我國現(xiàn)階段的歷史使命，大力發(fā)展現(xiàn)代生物制造科技與產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略選擇?！秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》（以下簡稱《綱要》）把生物制造作為未來著力發(fā)展的戰(zhàn)略高技術，2010年9月通過的《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》（以下簡稱《決定》）將生物產(chǎn)業(yè)列為七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，生物制造是生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要組成部分。為貫徹落實《綱要》和《決定》的部署，配合《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃（2011-2015年）》實施，全面推進我國生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特編制《“十二五”現(xiàn)代生物制造科技發(fā)展專項規(guī)劃》。
一、形勢與需求
氣候變化、環(huán)境危機、能源資源短缺正在引起世界范圍內產(chǎn)業(yè)格局的深刻變革。生物制造具有高效、綠色、低碳、可持續(xù)等特征，已經(jīng)成為全球性的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢。加快培育和發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè)，是突破經(jīng)濟發(fā)展的資源環(huán)境制約、構建可持續(xù)的現(xiàn)代化發(fā)展之路的迫切需求。
（一）現(xiàn)代生物制造是世界各經(jīng)濟強國的戰(zhàn)略重點。
隨著生物科技的進步及其向工業(yè)領域的快速滲透，現(xiàn)代生物制造正在引發(fā)一場新的工業(yè)革命。世界各主要經(jīng)濟強國都把生物制造作為保障能源安全、環(huán)境質量和經(jīng)濟發(fā)展的國家戰(zhàn)略，促進形成與環(huán)境協(xié)調的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)體系，搶占未來生物產(chǎn)業(yè)的競爭制高點。美國明確將“生物制造技術”作為戰(zhàn)略技術領域，并列為2020年制造技術挑戰(zhàn)的11個主要方向之一，期望通過應用生物技術，降低經(jīng)濟發(fā)展對化石能源的依賴和人類社會活動的碳足跡。歐洲制定規(guī)劃，計劃通過大幅度降低對化石資源的依賴，于2025年取得向基于生物技術型社會轉變的實質進展。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）“面向2030生物經(jīng)濟施政綱領”戰(zhàn)略報告預計，到2030年，將有大約35%的化學品和其它工業(yè)產(chǎn)品來自生物制造，生物經(jīng)濟將初步形成。
（二）現(xiàn)代生物技術正在推動生物制造技術體系的形成與發(fā)展。
隨著基因組學、系統(tǒng)生物學、合成生物學的飛速發(fā)展，工業(yè)微生物分子育種、工業(yè)酶分子改造等新技術不斷促進核心“生物工具”的進步，生物煉制與生物質轉化、生物催化與生物加工、現(xiàn)代發(fā)酵等現(xiàn)代生物制造技術不斷取得重大創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)應用，對工業(yè)基礎原材料的化石原料路線替代、傳統(tǒng)工業(yè)的工藝路線替代以及生物產(chǎn)業(yè)升級顯示了巨大的推動作用。
基于基因組信息的代謝和調控網(wǎng)絡重構的基因組育種改造技術已取得了一系列突破性的進展?；蚪M改組技術、系統(tǒng)代謝工程技術、基因組快速進化技術、基因組刪減技術、細胞全局擾動技術等微生物基因組育種技術已經(jīng)在氨基酸等生物合成等方面取得了顯著的效益，極有可能“引發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)微生物育種及發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的革命”，大幅度提高生物產(chǎn)品的生產(chǎn)水平。以從原料到產(chǎn)品的整合理念為基礎的生物系統(tǒng)過程技術正在向信息化、智能化的方向發(fā)展，為發(fā)酵過程的高效與清潔提供了新的技術支撐。蛋白質工程技術在工業(yè)酶蛋白進化、改造等方面發(fā)展迅速，正在使更多的生物蛋白質成為可商業(yè)化的工業(yè)催化劑。合成生物學技術快速發(fā)展，使人們有可能按照對生命系統(tǒng)運行法則的認識，以最優(yōu)化的方式重新編程，甚至合理引入自然界不存在的人造法則，從而構建出全新的“人造生物體”，突破自然生物體的局限，改變功能材料、工業(yè)化學品與藥品合成的現(xiàn)有生產(chǎn)模式，開創(chuàng)一個財富增長新紀元。在此基礎上，生物煉制與生物質轉化技術不斷進步，塑料、橡膠、尼龍、合成纖維以及化工醇、溶劑、表面活性劑等許多大宗傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品正在走出石油路線，1，3-丙二醇、3-羥基丙酸、異戊醇，丙醇，丁醇，丁二酸、類異戊二烯、1,4-丁二醇、丙烯酸等傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的細胞工廠，已經(jīng)或即將取得對石油路線的競爭優(yōu)勢，正在促進工業(yè)原材料從石油基向生物基的轉變。生物催化與生物加工技術逐漸成熟，正在推動有機化學工業(yè)以及紡織、制革、造紙等產(chǎn)業(yè)工藝技術路線的革新，實現(xiàn)能耗、廢棄物排放以及物耗水平的大幅降低。由于生物催化技術的發(fā)展與介入，2000年以來，全球化學工業(yè)增長了4倍，而總污染物排放水平降低了20%。
（三）現(xiàn)代生物制造是推動我國經(jīng)濟結構調整、轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的內在需求。
近年來，我國GDP每年以10%左右的速度增長，對化石能源與石油化工原料的需求旺盛和依賴程度較大。2010年，我國原油進口量達2.4億噸，對外依存度達到55%，已超過50%的警戒線，依賴于石油煉制的大宗化工原料和能源的短缺與高價，已經(jīng)成為我國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的制約性因素。尋求可再生的能源與化學品，減少對石油資源的依賴，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的迫切需求。同時，我國工業(yè)的能耗、物耗與環(huán)境污染物排放水平居高不下，嚴重制約著我國工業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
用于生物制造的可再生生物質資源包括糖、油脂、非糧生物質、有機廢棄物，甚至以工業(yè)廢氣、二氧化碳（CO2）等為原料，生產(chǎn)一系列能源與化工產(chǎn)品，生產(chǎn)與石油煉制類似的基本化工原料、溶劑、表面活性劑、化學中間體、以及塑料、尼龍、橡膠等高分子材料。理論上90%的傳統(tǒng)石油化工產(chǎn)品都可以由生物制造獲得，是石油替代戰(zhàn)略中的一個重要突破口。發(fā)展生物制造，以微生物細胞工廠構建石油化工產(chǎn)品的合成通道，以生物可再生資源替代化石資源的工業(yè)原料路線，加大綠色、低碳、可再生的生物能源與生物基化學品比重，有助于重組我國石油化工原料結構、降低石油資源依賴、減少CO2排放、實現(xiàn)低碳經(jīng)濟與工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時利用工業(yè)廢棄物、城市和農(nóng)村生活垃圾等為原料，可實現(xiàn)廢物資源化、生態(tài)環(huán)境友好協(xié)調發(fā)展，對改善民生有重要推動作用。
（四）現(xiàn)代生物制造是提高我國生物產(chǎn)業(yè)效率、增強國際競爭力的迫切需要。
目前我國主要傳統(tǒng)生物技術產(chǎn)品的年產(chǎn)值高達6600億元，在國民經(jīng)濟中占有較高的比重，但存在著高生產(chǎn)成本、高資源消耗和高環(huán)境污染等缺陷。我國具有國際上工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中的所有主要產(chǎn)業(yè)，就其規(guī)模而言，某些產(chǎn)業(yè)在世界上占有舉足輕重的地位，并在生物基化學品、生物基材料、酶制劑、大宗發(fā)酵產(chǎn)品、精細化學品等領域已經(jīng)掌握一批關鍵技術，但整體上與世界先進水平相比仍有較大差距。微生物工程菌與新型酶制劑的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和工業(yè)規(guī)模應用明顯落后于國外，特別是在分子生物學、系統(tǒng)生物學、合成生物學技術在工業(yè)微生物改造與應用方面嚴重滯后；在化學品制造領域，則基本停留在利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術生產(chǎn)簡單代謝物的低端技術水平上；在重要醫(yī)藥中間體、精細化學品、手性藥物等未來生物制造高端產(chǎn)品研發(fā)上落后于發(fā)達國家10年以上，由此導致我國企業(yè)利潤率低于國外企業(yè)的2-4倍，在全球經(jīng)濟競爭中存在著巨大的風險，迫切需要基于微生物基因組與系統(tǒng)生物學、合成生物學為基礎的現(xiàn)代生物制造技術，提高產(chǎn)業(yè)技術水平，增強國際競爭力。
二、發(fā)展思路與原則
（一）基本思路。
高舉中國特色社會主義偉大旗幟，以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，深入貫徹落實科學發(fā)展觀，積極促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉變，全面貫徹落實《綱要》，圍繞以可再生碳資源取代化石資源的工業(yè)原料路線替代，以綠色高效生物催化劑取代化學催化劑的工藝路線替代，以現(xiàn)代生物技術提升傳統(tǒng)生物化工產(chǎn)業(yè)的“兩個替代、一個提升”，確立“搶占國際前沿制高點，培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增長點，突出現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)技術升級改造，支撐領域自身創(chuàng)新發(fā)展”的基本發(fā)展思路，全面布局，重點突破，促進我國生物制造產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展。
（二）基本原則。
貫徹“國家主導、資源共享、自主創(chuàng)新、培育產(chǎn)業(yè)”的基本原則，緊密圍繞我國能源、資源、環(huán)境和農(nóng)村發(fā)展等的戰(zhàn)略需求，努力提高技術與產(chǎn)品研發(fā)的起點，搶占生物制造科技發(fā)展的戰(zhàn)略高地，實行分類管理，努力實現(xiàn)前沿技術創(chuàng)新，重點突破關鍵與共性技術，打造具有知識產(chǎn)權的核心產(chǎn)業(yè)技術體系。注重發(fā)揮高校和科研院所在創(chuàng)新中的引領作用，推進企業(yè)在技術創(chuàng)新中主體地位，注重產(chǎn)學研用的有機結合，加強產(chǎn)業(yè)化推進。
三、發(fā)展目標
（一）實施目標。
到“十二五”末期，初步建成現(xiàn)代生物制造創(chuàng)新體系，突破一批核心關鍵技術，提升生物制造產(chǎn)業(yè)技術水平與國際競爭力，帶動形成現(xiàn)代生物制造產(chǎn)業(yè)鏈，生物制造領域技術水平進入世界先進行列，推動我國經(jīng)濟結構調整，加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式。
（二）具體目標。
1．生物制造科技創(chuàng)新能力大幅提升。解決生物催化劑、人工生物體、復雜生物過程等三方面的科學問題，重點突破合成生物學、微生物基因組育種、工業(yè)酶分子改造等核心技術，建成一批國際先進水平的創(chuàng)新平臺與研發(fā)基地，形成一批成果轉移轉化創(chuàng)新基地。
2．關鍵技術實現(xiàn)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)支撐能力明顯增強。應用合成生物技術、微生物基因組育種、工業(yè)酶分子改造等核心技術，推動生物煉制、生物催化、生物加工、先進發(fā)酵等關鍵技術創(chuàng)新，開發(fā)生物能源、生物塑料、生物纖維、生物溶劑、工業(yè)酶、重大化學品等重大先進生物制造產(chǎn)品30種以上，實現(xiàn)生物印染、生物漂白、生物制革、生物脫膠等一批綠色生物工藝關鍵技術示范，革新化學中間體、高值化學品等生產(chǎn)的化學工藝，促進紡織、造紙、制革、化工等工藝的綠色轉型升級。
3．初步形成生物制造經(jīng)濟與社會影響。促進形成一個現(xiàn)代生物制造產(chǎn)業(yè)鏈，帶動新增工業(yè)產(chǎn)值1000億元， 20個生物制造產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)（基地），增加10萬個就業(yè)崗位。實現(xiàn)一批工業(yè)過程的綠色生物工藝轉型升級，能源消耗與污染物排放減少30％以上。提高若干重大生物發(fā)酵產(chǎn)品的技術水平，顯著增強生物制造產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

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四、重點任務
圍繞國家重大戰(zhàn)略需求與專項規(guī)劃總體目標的實現(xiàn)，重點解決生物制造的原料利用、產(chǎn)品成本與過程效率等相關科技問題，形成我國現(xiàn)代生物制造技術體系，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用，促進生物制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。
（一）解決現(xiàn)代生物制造的重大科學問題。
面對我國經(jīng)濟社會發(fā)展方式轉變和新一輪科技革命帶來的挑戰(zhàn)，加強生物制造科技的前瞻性基礎研究，解決生物制造的重大科學問題，引領未來高新技術發(fā)展。
發(fā)展重點：
1．生物催化與生物轉化的基礎科學問題。
開展工業(yè)酶蛋白與生物催化劑的結構與功能研究，解決生物催化、生物質原料轉化、生物分子機器等重要科學問題，為建立高效生物催化技術奠定科學基礎，提高我國基礎化學品、手性化學品與特殊化學品等有機化學品生物合成的核心競爭力與發(fā)展的可持續(xù)性。
2．人工生物體與細胞工廠創(chuàng)建的科學基礎。
開展微生物系統(tǒng)生物學與物質代謝的分子基礎研究，探索人工生命的構建原理，解決合成生命、人工生物器件、細胞工廠、人工生物葉片等方面的重大科學問題，為解決我國能源、化工、醫(yī)藥和環(huán)境等重大需求問題提供原始創(chuàng)新方案。
3．生物過程工程化的科學問題。
研究復雜生物過程的原理與規(guī)律，解決生物過程及其工程化的科學問題。以突破生物工藝過程、食品加工過程、多物種生態(tài)工藝過程、污染物生物降解過程等方面的重大科學問題，為建立生物制造過程模式奠定科學基礎。
（二）突破一批核心關鍵技術。
選擇具有基礎性與全局性的核心關鍵技術，集中優(yōu)勢資源，實現(xiàn)重點突破，提高生物制造科技的核心能力，搶占國際生物制造研究開發(fā)制高點。
1．合成生物學技術。
發(fā)掘天然化合物的自然代謝途徑，發(fā)展基因或基因組的計算機設計、人工合成、生物元件與模塊組裝、精細調控與優(yōu)化等技術，突破重要化合物的人工細胞合成技術，實現(xiàn)動植物提取產(chǎn)品的工業(yè)合成和石油化學品的發(fā)酵生產(chǎn)，建立物質生產(chǎn)的新路線。進行以人工基因表達產(chǎn)物與納米材料結合，組裝新的人工酶與蛋白質分子機器，形成化學品生物合成的非細胞體系新路線。
2．微生物基因組育種技術。
發(fā)展工業(yè)菌種基因組重測技術與代謝網(wǎng)絡重構技術，基因組刪減與進化技術，轉基因改造、基因組重排、代謝途徑創(chuàng)建技術與系統(tǒng)代謝工程優(yōu)化技術，突破工業(yè)菌株基因組改造技術，打造新一代生物制造技術核心，獲得高效工程菌株，提升我國發(fā)酵工業(yè)國際競爭力。
3．工業(yè)酶分子改造技術。
發(fā)展酶蛋白計算設計、高級結構解析與進化、分子改造修飾、高效表達制備、固定化等新技術，突破工業(yè)酶分子改造與新酶研發(fā)的關鍵技術，形成我國新一代酶制劑工業(yè)發(fā)展的核心技術，研制一批新型工業(yè)酶制劑，促進工業(yè)酶在化工、造紙、紡織、制革等工業(yè)過程的應用。
4．工業(yè)蛋白質表達技術。
開展高效表達元件構建、受體菌株的基因組改組、代謝流改組、高效遺傳轉化等關鍵技術研究，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的覆蓋真核、原核的完整微生物表達系統(tǒng)，獲得工業(yè)蛋白質表達新體系，打破國外技術壟斷，大幅提升大宗工業(yè)酶制劑的國際競爭力。
5．工業(yè)微生物高通量篩選技術。
研究基于單酶或多酶耦聯(lián)的化學發(fā)光或熒光檢測、高負電荷結合熒光共振能量轉換檢測、熒光互補分析、數(shù)字影像分光檢測、表面等離子共振、微囊包埋細胞的微流芯片分選等篩選模型與方法，建立工業(yè)微生物功能與產(chǎn)物的快速篩選技術。研發(fā)基于微陣列系統(tǒng)、多參數(shù)并行化生物反應器的高通量發(fā)酵工藝優(yōu)化技術，加速微生物工業(yè)化應用進程。
6．生物煉制與生物質轉化技術。
發(fā)展木質纖維素預處理、生物糖化、微生物代謝轉化、化學加氫、裂解技術，突破木質纖維素制糖、化工產(chǎn)品的生物制造、生物質熱化學轉化、氣化等關鍵技術，建立非糧原料能源化學品、大宗化學品、聚合物材料生產(chǎn)的生物煉制技術體系。
7．生物催化技術。
發(fā)展生物催化劑優(yōu)化、酶系合成組裝、輔酶再生、生物催化反應過程調控、生物-化學耦聯(lián)等技術，加強生物催化劑分子工程研究，建立多相生物催化、納米生物催化、手性生物合成、生物拆分、生物酶解等高效穩(wěn)定的工業(yè)生物催化與轉化技術體系，促進化學品的化學合成向生物催化合成的轉移。
8．生物加工技術。
發(fā)展生物提取、生物脫硫、生物采礦等技術系統(tǒng)，建立植物黃酮、多糖、生物堿、單寧酸、皂苷等高效、清潔的加工技術，促進低品位金、銅、錳、鋅以及高含水油藏等礦產(chǎn)開發(fā)，發(fā)展生物印染、生物漂白、生物脫膠等新工藝。
9．生物過程工程技術。
發(fā)展生物過程計算仿真、自動化在線檢測、調控技術，加強計算機模擬與數(shù)學模型的建立與應用，創(chuàng)新生物產(chǎn)品的分離、提取和精制以及廢棄物轉化等技術，建立從原料到產(chǎn)品的生物系統(tǒng)工程技術體系。發(fā)展新型生物反應器的設計、放大和制造技術，突破生物過程工程與裝備、先進固體發(fā)酵等關鍵技術，解決生物制造過程的效率與工程化問題，顯著提高我國生物產(chǎn)業(yè)過程技術與裝備水平。
（三）研究開發(fā)一批重大產(chǎn)品和技術系統(tǒng)。
圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育與專項規(guī)劃目標的實現(xiàn)，加強生物制造關鍵技術的集成示范，研究開發(fā)一批重大生物制造產(chǎn)品和技術系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為我國轉變經(jīng)濟發(fā)展方式做出重要貢獻。
1．重大化工產(chǎn)品的生物制造。
研究生物基平臺化合物、手性化工中間體、生物基材料等重大化工產(chǎn)品的生物制造技術，形成有機酸、化工醇、溶劑、生物基材料等產(chǎn)品生物制造的平臺技術體系，形成手性醇、手性酸、甾體等高附加值手性中間體生產(chǎn)的創(chuàng)新型生化技術路線，大幅提升我國生物制造領域科技創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)技術水平。
2．大宗生物基產(chǎn)品的衍生轉化。
開展大宗生物基產(chǎn)品的生物技術衍生轉化研究，突破生物催化劑改性、催化轉化反應體系優(yōu)化、產(chǎn)品分離制備等關鍵技術，開發(fā)檸檬酸到檸檬酸丁酯、賴氨酸到戊二胺、乳酸到丙烯酸、丙酮酸等衍生轉化技術，促進大宗生物基產(chǎn)品的工業(yè)化應用與生物制造產(chǎn)業(yè)鏈的形成。
3．木質纖維素生物糖化。
圍繞非糧原料的利用，開展生物質物化預處理與生物預處理、高效纖維素酶、秸稈酶法糖化新工藝，實現(xiàn)秸稈糖的生物制造，研發(fā)木質素、糠醛等產(chǎn)物高效分離與利用技術，提高木質纖維素綜合利用能力，力爭取得秸稈糖替代玉米糖為工業(yè)發(fā)酵原料的突破。
4．非糧生物能源產(chǎn)品。
以木薯、秸稈、菊芋、甘蔗等非糧原料與有機廢棄物為原料，集成生物煉制與生物轉化技術，發(fā)展非糧生物醇、合成氣生物醇、生物制氫、車用甲烷等新一代生物燃料生產(chǎn)關鍵技術，促進生物燃料產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。
5．生物油脂產(chǎn)品開發(fā)。
研究微生物與微藻優(yōu)良藻種的篩選誘變和基因組工程技術、光反應器高密度培養(yǎng)技術、低成本采收分離與提取技術、殘渣高值化技術，開發(fā)生物油脂以及以油脂為基礎的能源燃料和化學品系列產(chǎn)品。
6．營養(yǎng)化學品的生物合成。
研究營養(yǎng)化學品生物催化合成、生物拆分等高效穩(wěn)定的工業(yè)生物催化與轉化技術體系，開發(fā)核苷酸、非天然氨基酸、丙酮酸、唾液酸、生物色素、生物香料等生物合成新技術，實現(xiàn)原料、水資源、能源消耗與污染物排放的大幅下降。
7．糖生物工程關鍵技術與重大產(chǎn)品。
開展糖鏈綠色制備、生物合成與轉化、產(chǎn)品分離與精制等關鍵技術研究，建立糖工程產(chǎn)品功能評價技術和產(chǎn)品標準體系，開發(fā)功能性寡糖、稀少糖及糖醇類衍生物等新產(chǎn)品，提高相關產(chǎn)品的國際競爭力。
8．固體發(fā)酵工藝系統(tǒng)優(yōu)化。
針對大宗固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品的微生物生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)指標優(yōu)化，發(fā)展微生物菌種與群系調控、先進發(fā)酵過程控制技術、生物產(chǎn)品分離與精制技術，提高產(chǎn)品質量，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，減少能源與資源消耗，減少環(huán)境污染，提高綜合效益。
9．生物廢棄物綜合利用。
研發(fā)生物廢棄物資源化高值轉化關鍵技術，建立成套技術工業(yè)示范，生產(chǎn)價值高、市場急需的材料和添加劑等產(chǎn)品，形成支撐以工業(yè)發(fā)酵糟渣和高濃有機廢水為代表的工業(yè)生物廢物轉化利用的綜合技術體系，促進工業(yè)發(fā)酵等輕工行業(yè)清潔生產(chǎn)。
10．生物質熱轉化與氣化技術。
開展催化劑研制、生物質熱解及新工藝，生物油重整工藝過程關鍵技術與裝備研究，進行富氧生物質氣化技術、粗合成氣催化重整凈化與組分調變技術與裝置研究，研制生物質液化、氣化系統(tǒng)，形成針對秸稈、有機廢渣等生物質的熱化學轉化與氣化技術體系。
（四）提升生物制造科技創(chuàng)新能力。
針對生物制造對我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大作用，通過科學規(guī)劃，建立完善我國生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵技術平臺和研發(fā)基地。
1．建設若干國家重點實驗室、工程中心和公共服務平臺。
在生物催化劑、合成細胞和生物制造領域分年度建立若干國家重點實驗室、國家工程技術研究中心；在生物煉制、生物催化、工業(yè)酶、發(fā)酵工程、生物資源利用、生物能源等領域分年度新建若干有國際影響力的技術平臺與研發(fā)基地。
2．建設若干企業(yè)技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化基地。
發(fā)揮龍頭企業(yè)對新技術應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領作用，聯(lián)合優(yōu)勢技術研發(fā)與技術提供單位，瞄準行業(yè)亟需的重大技術、關鍵技術以及集成新工藝，通過開展中試及示范，建設若干企業(yè)技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化基地，搭建連接研發(fā)與產(chǎn)業(yè)的通道。
3．構建生物信息與生物資源庫。
建設基因組數(shù)據(jù)庫、蛋白質組數(shù)據(jù)庫、基因調控與代謝網(wǎng)絡以及相關分析軟件等生物信息庫，開發(fā)一批特色專題數(shù)據(jù)庫；建設工業(yè)微生物資源庫，建立化合物分子文庫和蛋白質分子文庫等。

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五、保障措施
（一）建立現(xiàn)代生物制造科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)調機制。
建立和健全涉及生物制造科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關部門的協(xié)調機制，定期召開部門協(xié)調會，協(xié)調統(tǒng)籌國家有關科技、經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，集成國家科技重大專項、國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)、國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）、國家科技支撐計劃、國家科技基礎條件平臺等科技計劃的資金與力量，加強銜接與配合，科學、合理、有效地配置資源，全力促進生物制造技術研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、企業(yè)創(chuàng)新能力建設等工作，形成強大合力，推進我國生物制造科技及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
（二）加大財政投入，建立多渠道投入機制。
中央和地方政府要切實重視現(xiàn)代生物制造技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，整合政府科技計劃（基金）和科研基礎條件建設等資金，加大財政對現(xiàn)代生物制造技術及產(chǎn)業(yè)的支持力度。
建立現(xiàn)代生物制造技術成果轉化風險基金，支持高等院校、科研院所現(xiàn)代生物制造技術成果的孵化與轉化，支持現(xiàn)代生物制造企業(yè)通過資本市場融資進行成果轉化。鼓勵有關部門和地方政府設立創(chuàng)業(yè)投資引導基金，引導社會資本進入現(xiàn)代生物制造領域創(chuàng)業(yè)投資。加大金融政策對現(xiàn)代生物制造技術及產(chǎn)業(yè)的資金支持力度。
（三）大力促進企業(yè)創(chuàng)新能力建設。
通過組建產(chǎn)學研戰(zhàn)略聯(lián)盟和校企聯(lián)合研發(fā)中心（基地、孵化器）等方式，建立企業(yè)牽頭組織、高等院校和科研院所共同參與的創(chuàng)新體系。通過財稅、金融、投資等政策，引導企業(yè)增加研究開發(fā)投入，推動企業(yè)特別是大企業(yè)建立研究開發(fā)機構，增強企業(yè)創(chuàng)新能力。鼓勵企業(yè)與高等院校、科研院所聯(lián)合開展現(xiàn)代生物制造技術成果轉化，改造或新建一批國家工程實驗室、國家工程技術研究中心、企業(yè)重點實驗室，提高科研成果的工程化與系統(tǒng)集成能力。鼓勵和支持國外機構在華設立現(xiàn)代生物制造領域的研發(fā)中心。支持成立生物基材料、生物基化學品、手性化工中間體、氨基酸、酶制劑、工業(yè)生物清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。
（四）促進知識產(chǎn)權的創(chuàng)造、管理、實施和保護。
針對現(xiàn)代生物制造領域知識產(chǎn)權保護的知識新、領域新、技術難度大、競爭激烈等特點，盡快完善我國現(xiàn)代生物制造技術知識產(chǎn)權保護的法律法規(guī)，優(yōu)化審查程序，盡可能縮短審批時限，鼓勵和扶持現(xiàn)代生物制造技術知識產(chǎn)權中介機構發(fā)展，落實對知識產(chǎn)權創(chuàng)造者的獎勵政策，加強知識產(chǎn)權的司法保護和行政執(zhí)法力度。
（五）加強高素質現(xiàn)代生物制造技術及產(chǎn)業(yè)人才隊伍建設。
要把引進和培養(yǎng)頂尖人才作為實施規(guī)劃的關鍵突破口。改革創(chuàng)新人才使用和評價政策機制，構建有利于創(chuàng)新人才成長的文化環(huán)境，緊扣《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要》，不失時機地推進高素質生物制造技術及產(chǎn)業(yè)人才隊伍建設。結合國家和地方政府的系列人才計劃工程，重點培養(yǎng)一批戰(zhàn)略科學家、生物制造技術原始性創(chuàng)新人才、工程化開發(fā)人才、高級經(jīng)營管理者、高級技術工人。吸引和支持出國留學人員、海外華人華僑回國和來華創(chuàng)辦生物制造技術領域企業(yè)、從事教學和研究；加強生物制造技術人才的國際培訓合作和國際學術交流；加大收入分配向關鍵崗位和優(yōu)秀人才傾斜力度，完善技術參股和入股等產(chǎn)權激勵機制。
（六）加強國際合作，充分利用國外優(yōu)勢資源。
推進國際互認實驗室的建設，參與并主導國際生物制造技術相關科學工程計劃的研究與開發(fā)，加強與國外政府間、民間的合作與交流；積極推進與大型跨國生物制造企業(yè)建立戰(zhàn)略伙伴關系，合作開發(fā)新產(chǎn)品，共同開拓國際市場；充分重視利用海外資源，特別是人才資源，選擇一些重大技術領域向國際優(yōu)秀人才開放；積極引導和支持有條件的科研機構和企業(yè)到國外建立研究開發(fā)機構，加強對引進技術的消化、吸收和再創(chuàng)新，充分利用國外優(yōu)勢資源。
 
名詞解釋
生物制造：Biological Manufacturing，指以生物體機能進行大規(guī)模物質加工與物質轉化、為社會發(fā)展提供工業(yè)商品的新行業(yè)，是以微生物細胞或以酶蛋白為催化劑進行化學品合成、或以生物質為原料轉化合成能源化學品與材料，促使能源與化學品脫離石油化學工業(yè)路線的新模式，主要表現(xiàn)為先進發(fā)酵工程、現(xiàn)代酶工程、生物煉制、生物過程工程等新技術的發(fā)明與應用，具有低碳循環(huán)、綠色清潔等典型特征。
生物基材料：Biomaterial，亦稱生物材料，指以基于生物技術、或基于生物質原料的工業(yè)材料、聚合物及其聚合單體。包括生物質來源的生物醇、有機酸、烷烴、烯烴等聚合物材料單體，生物法合成的聚酯、聚氨酯等聚合物材料、以及化學法聚合生物基產(chǎn)品形成的聚合物材料、可降解塑料，以及特殊生物質纖維等。是非石油基的工業(yè)原料與材料，具有原料可再生、生物可降解、加工生產(chǎn)過程有害物生成少等特點，對于工業(yè)可持續(xù)發(fā)展與工農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟提升具有重大的支撐作用。
生物煉制：Biorefinery，指利用農(nóng)業(yè)廢棄物、植物基淀粉和木質纖維素材料為原料，生產(chǎn)各種化學品、燃料和生物基材料。美國國家再生能源實驗室將生物煉制定義為以生物質為原料，將生物質轉化工藝和設備相結合，用來生產(chǎn)燃料、電熱能和化學產(chǎn)品集成的裝置。生物煉制主要分為3種系列：①木質纖維素煉制：用自然界中干的原材料如含纖維素的生物質和廢棄物作原料；②全谷物煉制：用谷類或玉米作原料；③綠色煉制：用自然界中濕的生物質如青草、苜蓿、三葉草和未成熟谷類等作原料。未來的生物煉制將是生物轉化技術和化學裂解技術的組合，包括改進的木質纖維素分級和預處理方法、可再生原料轉化的反應器優(yōu)化設計、合成、生物催化劑及催化工藝的改進。
生物催化：Biocatalysis，指利用酶或者生物有機體作為催化劑進行化學轉化的過程，這種反應過程又稱為生物轉化。生物催化中常用的有機體主要是微生物，其本質是利用微生物細胞內的酶進行催化，促進生物轉化的進程。生物催化具有效率高、專一性強、作用條件溫和、環(huán)境友好等特點。生物催化的方式有添加前體發(fā)酵法、游離酶法、靜息細胞法、固定化酶法、固定化細胞法，反應可在水相、有機相和水-有機溶劑雙相、反相膠束體系、超臨界流體、離子液體等系統(tǒng)中進行。
生物拆分：Biological Resolution，指利用特異性的酶作用于對映異構體，從而達到選擇性的拆分效果。技術難點在于特異性酶的篩選?；瘜W拆分技術在實驗室中較為常用，生物拆分技術常見于工業(yè)加工過程，物理拆分技術較少使用。
生物造紙：Biological Paper Making，指在造紙過程中，利用酶或者生物有機體對紙漿漂白、廢紙漿脫墨、紙漿纖維性能改善的加工工藝。在制漿中，利用真菌漆酶或木聚糖酶降解木素或半纖維素，對纖維原料，如木屑、秸稈等進行（預）處理，可顯著減少漂白劑氯的用量，提高紙漿白度和抄紙等后續(xù)加工性能，被稱為生物制漿（bio-pulping）生物漂白（bio-bleaching）。
酶工程：Enzyme Engineering，指對具有生物催化功能的酶蛋白質進行加工改造與開發(fā)應用的技術。包括酶的發(fā)現(xiàn)和篩選、酶的分離和純化、酶的固定化、酶的人工模擬、酶分子的修飾與定向改造、酶蛋白高效表達、規(guī)?；苽?、酶工程化應用技術等。
工程菌：Engineered Bacteria，指基于基因工程或細胞工程等手段，使對微生物進行基因修改從而具有特殊性質的微生物細胞株系，是通過現(xiàn)代生物工程技術加工出來的新型微生物，具有功能好、效率高等特點。工程菌構建技術已成為當今世界生物技術領域應用最為廣泛的技術手段，工程菌的應用是生物技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心內容，對解決人類社會面臨的資源、環(huán)境、健康、食品、醫(yī)藥等問題具有重大支撐作用。
發(fā)酵工程：Fermentation Engineering，指采用現(xiàn)代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品或直接把微生物應用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術。我國發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球第一，已經(jīng)形成了具有科學研究、生產(chǎn)設計、設備制造等完整的工業(yè)體系，既包括傳統(tǒng)的發(fā)酵食品，如白酒、醬油、食醋等與老百姓日常生活息息相關的產(chǎn)品，又包含應用領域不斷擴大的氨基酸、有機酸、酶制劑、生物醇、抗生素、維生素、酵母、淀粉糖、特種功能發(fā)酵制品等現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品。