经历了30多年的高速发展后，我国正面临着资源 、能源、环境等可持续发展的巨大压力，以及经济增长方式转变的挑战。
“经济转型发展离不开创新科技的支撑，发展工业生物技术是实现经济社会可持续发展的重要战略途径。”5月25日，在青岛举行的第五届中国工业生物技术发展高峰论坛上，中国科学院副院长、中国科学院院士李家洋说。
工业生物技术的重要性已被各国所知悉，据经合组织（OECD）预计，到2030年大约将有35%的化学品来自工业生物技术。李家洋说，工业生物技术必将成为生物技术发展的中坚力量，以合成生物学、系统生物学为代表的前沿科技，将催生全球工业生物技术的新革命。
在此背景下，我国工业生物技术领域的科学家、企业家及政府主管部门积极加强交流与合作，中国工业生物技术发展高峰论坛即为该领域重要的交流平台。
中国科学院生命科学与生物技术局局长张知彬说，自2007年以来，中国科学院生命科学与生物技术局联合有关部门成功举办了四届中国工业生物技术发展高峰论坛，受到各方的积极响应。
在此次为期三天的论坛中，共举办了工业生物技术产业论坛、中—日生物技术高峰论坛等两个分论坛，以及能源生物技术、合成生物学与仿生技术、资源生物技术、化工生物技术、海洋生物技术、环境生物技术等6个学术专场报告会。
会议吸引了国内外工业生物技术领域300余名专家、学者、企业家出席论坛。其中有中国科学院植物研究所研究员、中国科学院院士匡廷云，哈尔滨工业大学教授、中国工程院院士任南琪，华东理工大学教授、“973”能源微藻项目首席科学家李元广等科学家。
此次论坛激发了美国波音公司、英荷壳牌集团、法国道达尔集团、荷兰帝斯曼公司、丹麦诺维信公司、中海油公司、中粮集团、新奥集团等公司参与的热情。他们为这一新兴领域的巨大潜力所吸引，渴望占据市场的勃勃雄心在他们报告中随处可闻。
在上述多个报告会中，科学家与企业家就工业生物技术发展的技术前沿、机遇与挑战等多个问题进行充分的研讨。
李元广表示，能源微藻项目大约5年能够实现产业化。不过，也有参会人士认为这一目标“过于乐观”。
新奥集团生物质能研发中心总经理刘敏盛透露，在新奥的能源微藻项目中，微藻含油比可大于40%，提取比则为80%~93%，而转化为生物柴油的效率可达到95%。
“我们现在关注生命科学以及材料科学来推进我们业务的发展。”帝斯曼中国生物技术中心总监Reinhard Karge说，帝斯曼在中国的业务发展得很好，2010年在中国的销售额达到15亿美元。
波音中国研发中心研究合作总监尹久盛说，目前在中国还没有能源微藻联盟或协会，他建议几家研发实力强的单位以及上下游相关企业成立一个联盟，对能源微藻的瓶颈问题作研究，并且共享相关的数据。
2010年，美国波音公司与中科院青岛生物能源与过程所签署了《关于推进藻类可持续航空生物燃料合作备忘录》，拟共同开发藻类航空生物燃料。
也不乏有政府及金融界人士“潜水”于论坛中，他们试图从会议中挖掘出可以投资的项目。国家开发银行评审二局处长刘勇在中—日生物技术高峰论坛上介绍了国家开发银行对生物产业的支持情况及未来的计划。
“这个论坛已经成为政府、企业、科研机构、大学、金融机构等部门合作的平台，在推动我国生物技术创新和生物产业化发展方面发挥了积极的作用。”张知彬在介绍前四届论坛所取得的成就时总结说。
值得一提的是，早在2008年，中国科学院生命科学与生物技术局倡议成立了中国科学院生物产业科技创新联盟，旨在推动生物技术的转化，加快实现产业化。目前联盟企业已达170余家。
李家洋说，在创新联盟的框架下，通过政府、产业界、学界、科研院所、金融等要素的有机结合，将推动科技成果的对接，促进国际技术的转移，推进国内外深入合作，加快生物技术产业化进程。
论坛举办城市青岛拥有全国近一半的海洋科技人才和海洋科研机构。青岛市委常委、副市长秦敏透露，“十二五”期间，青岛将加快推进生物技术、新材料、新能源等12个高新技术产业项目产业化基地建设，计划到“十二五”末，这些项目产值将突破2500亿元。
中科院青岛生物能源与过程所所长王利生表示，未来该所的研发重点将聚焦在生物能源、生物基材料、生物能源应用技术三大领域。
本届高峰论坛由中国科学院生命科学与生物技术局、国家发展和改革委员会高技术产业司、科技部中国生物技术发展中心、中国生物工程学会联合主办。
华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室海洋生化工程研究室主任 李元广：
随着传统化石能源的日益减少及实现低碳经济的迫切需要，生物质能源的开发日益受到人们的重视，微藻因其光自养生长过程可形成大量油脂，成为国内外的热点研究方向。
目前，通过培养能源微藻生产生物柴油的技术路线在实验室虽已打通，但高成本和各种资源的匹配问题（如CO2气源、水、土地等）一直是制约微藻能源产业化的瓶颈。在微藻的众多种类中，小球藻是唯一可以实现大规模产业化的藻种，利用小球藻开发生物能源有许多意想不到的优势。
第一，光合效率很高，且含油量高、生长周期短、油脂面积产率高，这是其他油料作物无法比拟的；第二，在光自养培养过程中可固定大量CO2，这不仅对于CO2减排这一全球性问题的解决具有重要的价值，而且可使微藻光自养生长所需碳源的成本降低；第三，微藻不与农作物争地、争水，可利用滩涂、盐碱地、荒漠以及海水、盐碱水和荒漠地区的地下水等进行大规模培养。
经过长期研究，利用在国内外首创的微藻培养领域的一项崭新的平台技术——异养—稀释—光诱导串联培养，实现了小球藻的高密度高品质培养，不仅可实现封闭式培养而且可大幅度降低成本，目前已完成中试，正在实现产业化，有望彻底取代现有的小球藻大规模自养培养。
此外，通过培养基和培养工艺的优化，该藻种也可以高产叶黄素和油脂，用来生产高附加值产品及生物柴油，以降低微藻能源的成本。基于这一培养技术的小球藻粉生产新工艺、微藻能源和微藻生物固碳一体化的开发策略，有望加快微藻能源的产业化进程。
武汉大学药学院组合生物合成与新药发现教育部重点实验室教授 刘天罡：
目前，国内外关于生物液体燃料的研究主要集中在生物乙醇和生物柴油上，但它们并不是很理想的生物燃料，我们急需发展新型的可再生燃料能源。
相对于汽油来讲，柴油和航空燃料的价格不但直接决定了日常生活中一切商品的成本，而且对于国家安全至关重要。如果我们提供的生物燃料与目前的柴油一样，我们就不需要投入大量的资金去改造下游的储存和运输设备，甚至发动机设备，其更具市场应用前景。
通过遗传改造大肠杆菌的脂肪酸合成途径，直接利用可再生原料产生先进的高纯度的柴油分子，可以生产先进的生物柴油和重要的化工原料。遗传改造大肠杆菌整个过程分为两个步骤：第一步，通过遗传改造大肠杆菌的脂肪酸合成途径使大肠杆菌突变株大量生产脂肪酸；第二步，通过引入修饰酶将脂肪酸合成途径的中间产物转化为柴油分子。
通过遗传改造大肠杆菌生产先进柴油和重要化工原料具有重大意义：第一，它为全世界生命科学实验室提供新一代的“简小、最适”基因组的大肠杆菌系列菌株，获得最广泛的国际影响力；第二，在“简小化”大肠杆菌系统中进行基础研究，利于发现生命的规律，推动生命科学的进步；第三，在“最适”大肠杆菌中进行工业生产，将提升生物产业水平。
该系统直接为利用合成生物学优化和人为定向设计脂肪酸合成途径提供了量化的指示，也可以帮助我们发现脂肪酸合成途径中以前没有被发现的抑制和调控机理，帮助我们认识脂肪酸合成酶的工作机理，同时，该系统也适合于其他的代谢途径。
中国科学院大连化学物理研究所研究员 赵宗保：
我国油脂资源短缺，长期大量的进口油脂，据农业部中国农业信息网统计数据显示，2009年植物油净进口量近940万吨，同年净进口植物油籽4500余万吨。由于我国耕地资源匮乏，油脂加工相关行业迅速发展，油脂资源供给问题是当前及未来相当长时间内生物柴油及相关产业发展的瓶颈。
生物质是太阳能储存的重要载体，也是自然界唯一可再生有机碳资源。我国生物质资源丰富，农作物秸秆年产量达7亿吨，林业剩余物约为3亿多吨。以作物秸秆为代表的生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，水解后得到以碳水化合物为主要成分的产物。
生物质水解液具有两个重要特征：乙糖和戊糖共存；存在非糖成分。生物质水解产物的原料特征对选择生物转化技术及设计其过程工艺具有重要影响。利用油脂发酵技术转化生物质水解液生产微生物油脂的技术路线，研究得到一些可同步利用乙糖和戊糖，以及对生物质水解液中主要副产物具有较好抗逆性的产油菌株。
油脂发酵技术可将碳水化合物转化为油脂，对高效利用生物质资源、满足持续增长的油脂资源需求具有战略意义。利用微生物的脂肪酸代谢途径获取油脂、脂肪酸、长链烷烃等产物，也日益受到产业界和学术界的关注。
通过油脂发酵技术，将生物质资源中的碳水化合物部分转化为微生物油脂，形成几乎不额外占用耕地、可持续生产、适合中小规模加工过程油脂供应新路线，不仅促进生物柴油产业可持续发展，还将拉动农林废弃物生物质材料利用，保护生态环境，促进社会经济协调发展。
天津大学化工学院生物工程系教授 赵学明：
合成生物学最早出现于1911年，是一个涉及生物学、工程学、遗传学、化学及计算机科学的交叉学科。2010年12月，《科学》杂志评出的十大科学突破，合成生物学排名第二，《自然》杂志盘点出2010年12件重大科学事件，合成生物学排名第四。可以说，近年来，合成生物学得到越来越迅速的发展。
2010年，美国总统生物伦理委员会得到共识认为，合成生物学是一个科学学科，其依赖于化学合成的DNA，通过标准化和自动化的过程，创造具有全新的或增强了特征或性能的生物体，以满足人类的需要。
合成生物学研究方法可分为自上而下法和自下而上法，两种方法可以在某种程度上互相交叉，它们的共同目标就是工程化特定的生物功能，使其具有可预测性及可靠性，将来两种方法可能会融会贯通到一起。
合成生物学的研究在DNA合成、基因线路、合成基因组、基因组工程、合成生物学应用举例及合成生物学产业发展中都取得了新的进展。2011年2月，Amyris公司用工业合成生物学平台技术，完成了100吨和200吨规模发酵罐生产生物燃料的工业实验，结果与小规模实验一致，预计2012年投入工业生产。2011年4月18日，寰宇卫生研究所宣布，合成生物学半合成青蒿素项目已经成功地进入生产和销售阶段。
随着合成生物学的迅猛发展，在基础研究方面，已经可在实验室构建具有可预测特性的遗传线路和模块，可以创造能够协同存在的新的细胞组合系统，可以构建像JCVI1.0一样的“合成细胞”。在应用方面，可以构建一些新的高效的微生物菌株等。这些都表明合成生物学作为一个新的多学科交叉领域，在构建生命、理解生命的基础科学研究中，在发展能源、医药、农业和其他产业的应用中，都具有巨大的潜力。
暨南大学水生生物研究中心教授 张成武：
微藻是一类系统发生各异、个体较小、通常为单细胞或群体的，没有真正根、茎、叶的分化，生殖器官是单细胞的、用单细胞的孢子或合子进行繁殖，能够高效地进行光合作用、将太阳能转化为可利用的化学能的水生低等植物。
微藻种类和数量非常庞大，分属于不同门类。微藻是饵料、饲料、食品、药品、化妆品、工业材料和生物燃料生产的重要原料来源，微藻的培养技术、光生物反应器设计技术和微藻下游加工技术在不断往前推进。
从上世纪70年代起，科学家开始考虑利用微藻固定CO2，并生产生物燃料。随着美国能源部和太阳能研究所“水生生物项目”的启动，大大激发了藻类学家和生物化工专家对微藻商业应用研究的兴趣。80年代至90年代，小球藻、螺旋藻、盐生杜氏藻、雨生红球藻以及柯氏隐甲藻已经进入商业化生产，相应的产品也已进入市场。与此同时，光生物反应器的设计和微藻下游加工技术的开发得到了进一步加强。最近，一些新的微藻品种和新的微藻生物活性物质在不断地被开发出来。
由于人们对于能源和环境的迫切关注，科学家提出了以高含油微藻制备生物柴油的第3代生物液体燃料技术，微藻生物能源已成为国际生物能源领域研究的前沿和各国尤其是西方发达国家科技竞争的热点。
今后，工业微藻生物技术的研究更应加强微藻基础生物学、细胞生物学、生理生化和分子生物学的研究，加快微藻基因工程研究，着力推进新型微藻光生物反应器设计、微藻下游技术和生物炼制技术。
哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室教授 王爱杰：
我国制药、化工等行业每年排放含硫含氮有机废水超过60亿吨，此类废水治理普遍存在着“实用技术缺乏、工艺系统复杂、工程投资巨大、运行成本高昂、达标排放困难”等问题，尤其是处理后常有硫系物二次污染问题发生，环境安全隐患亟待解决。
立足于废水高效处理过程同步回收单质硫资源，城市水资源与水环境国家重点实验室发明了碳氮硫污染物同步去除生物技术，该技术通过模块化工艺单元的优化匹配与定向生态调控，形成了优化组合工艺系统，实现了有机物含硫和含氮化合物的高效去除与梯级生物转化。
针对单质硫回收，我们开发出了自养—异养微生物联合作用反硫化脱硫新工艺和微氧强化型反硝化硫工艺，发明了高效复合型脱硫脱氧一体化设备，硫化物负荷可达6.0kg/m3·d，单质硫生物转化率大于90%，达到国内外最好的生物脱硫水平。
针对提高单质硫生物转化效率，获得了很多重要的发现，第一，发现并获得了嗜乙酸型细菌，可以在低碳硫比条件下解除乙酸抑制。利用这类细菌并开发出完全氧化型硫酸盐还原工艺，在碳源受限制的条件下仍然能提高脱硫能力30%以上。第二，发现了微氧条件能促进单质硫生成的规律，从而开发出限氧反硝化脱硫工艺，使脱硫速度加快30%以上。第三，发现了异养细菌在硫胁迫下可以进行自养脱硫，并获得了能进行非常规脱硫方式的假单胞菌，为建立新的生物脱硫脱氧机制提供了依据。
