【用人有诀窍，古诗中的用人智慧】诗词曲赋，是我国传统文化中的奇葩。诗除表达报国情、忠贞气、爱情美、山河秀外，还蕴含着丰富而深刻的人才观。悉心研读这些诗句，对于我们正确识人、用人、育人能有所启迪。#历史冷知识#
《诗经》中就有不少关于识人用人的篇章，其中《大雅·文王》在歌颂周文王姬昌的功绩时，突出总结了他重视贤才的成功经验：“思皇多士，生此王国。王国克生，维周之桢。济济多士，文王以宁。”大意是说，那许多美好的人才，生在这个国度里，成为国家的栋梁。正是这贤才济济的局面，使文王为天子的周王朝得以稳定、安宁。与得贤则兴相对照，如果失去贤才，国家就必然危困，《大雅·瞻印》篇尖锐地指出：“人之云亡，邦国殄瘁。”当良臣贤士都走光的时候，国家的命运就危险了。
唐代中期杰出诗人李贺聪明早慧，七岁即能为辞章。大文豪韩愈和皇甫湜听了，未予置信，亲自到他家里考核。但见李贺授笔立就，出口成章，二人为之赞叹，直称我朝有幸，又出诗童。在李贺的诗作中，咏马的诗特多，李贺原非咏物诗人，也不是养马、识马的专家。他在诗中名为咏马，实借马为言，以马自况，表达他对于识才、用才的见解。如“此马非凡马，房星本是星。向前敲瘦骨，犹自带铜声”；“伯乐向前看，旋毛在腹间。只今掊白草，何日蓦青山”等都是从描述马的外表神态入手，进而揭示马的品质和神韵，让人们分辨骏马和驽马的区别。同时，对那些不识马、只用普通方法喂养良马的人进行了无情的鞭挞。李贺从识马、育马、用马中深悟出识人、育人、用人之道，揭示出用人不疑，疑人不用；用人当用其时、其长，避免用其短；用人如赛马，多在实践中摔打和考验等用人思想。
对于如何识别人才，古来多有困惑。白居易的一首《放言》，讲的就是辨识人才真伪的：“赠君一法决狐疑，不用钻龟与祝蓍。试玉要烧三日满，辨材须待七年期。周公恐惧流言日，王莽谦恭未篡时。向使当年身便死，一生真伪复谁知。”吟诵白居易的诗句，不觉想起《论语》中的一件事：孔子劳苦奔波，在陈蔡讲学时断炊，弟子皆面有饥色，孔子便发动大家找当地百姓赈济，弄来一点米，叫颜回拿去煮粥。粥熟后，孔子见颜回用手抓甑里的粥往口里放，他佯装没看见。吃饭时，便以闲聊的语气对颜回说：“刚才我睡午觉做梦，梦见先君。饭要先饷先君，而后才轮到自己吃。”颜回知道老师是在批评他的行为，于是解释：“学生刚才见到有灰烬飞到粥里，连粥一起弄出来扔掉又不好，于是自己就吞到肚子里去了。”孔子听了，十分感动，很不好意思，叹道：“所信者目也，而目犹不可信；所恃者心也，而心犹不足恃。弟子记之，知人固不易也。”从一小勺粘了灰的粥，孔子悟出知人之难的道理，认识到光凭眼看、光凭印象都是靠不住的。
识人难在哪里？人是一个复杂的多面体，要看准看真实属不易，况且有些人格低下之辈，为达到一己私利，常常以假象掩其卑劣，一旦骗取信任被举荐用之，其丑陋面目才会逐渐暴露。而选人者或囿于眼力所限，或不听别人的意见，或私欲作祟，也容易看错。白居易的诗，对于我们如何识人用人有很好的启示。考量一个人是不是人才，是否可靠，必须经过时间的检验，必须多方听取意见，尤其是注意分析那些不同的意见，不能只看他的长处，一叶障目、以偏概全。如今，在选人用人问题上，逐步建立了一套完善的考评机制，按条件选人，用制度选人，方可最大限度地克服识人用人上的偏差，真正做到把人看准用好，取信于民。
清代诗人顾嗣协有一首《杂兴》诗，写得也很有意趣和哲理。诗曰：“骏马能历险，犁田不如牛；坚车能载重，渡河不如舟。舍长以就短，智者难为谋。生才贵适用，慎勿多苛求。”诗很直白，但阐发的道理却很深刻。事物各具所长，也各有所短，善用其长事则成，误用其短事则败。人才也是如此，世上全才、通才少有，绝大多数人具有某一方面或某几方面的长处，同时又有某些方面的缺陷。这就要求用人者必须知人善任，做到随才器使，用当其才。
“自古完人何处寻？用才尽可效西邻。劝君参透短长理，自有人才涌似云。”这是一个叫张锋的人写的诗。诗中蕴含了一个故事，说的是西邻之人共有五子：一子质朴老实，一子聪颖伶俐，一子失明，一子驼背，一子跛足。朴者、敏者倒好安排，父亲分别让他们务农和经商。那么，那三个身有残疾的儿子怎么办呢？西邻认为，“天生我材必有用”，关键在于扬长避短。失明者，记忆力强，让他去学算卦；驼背者，分派他去搓麻绳；跛足者，叫他去纺线。这样五个儿子各得其所，均无冻饿之虞。张锋的这首诗，对西邻的用人之道给予褒奖，说的是知人善任的道理。管理科学中有句颇为警策的名言：“垃圾是放错了位置的有用材料。”反转过来，也可以说，有用之才假如放错了位置，有时也会变得无用。参透一个人的长处和短处，用其所长、避其所短，可用人才自然会如云涌现。
让各类人才脱颖而出、充分使用，形成一道百舸争流、浪遏飞舟的魅人风景，则干任何事情都有依凭、有信心。
《诗经》中就有不少关于识人用人的篇章，其中《大雅·文王》在歌颂周文王姬昌的功绩时，突出总结了他重视贤才的成功经验：“思皇多士，生此王国。王国克生，维周之桢。济济多士，文王以宁。”大意是说，那许多美好的人才，生在这个国度里，成为国家的栋梁。正是这贤才济济的局面，使文王为天子的周王朝得以稳定、安宁。与得贤则兴相对照，如果失去贤才，国家就必然危困，《大雅·瞻印》篇尖锐地指出：“人之云亡，邦国殄瘁。”当良臣贤士都走光的时候，国家的命运就危险了。
唐代中期杰出诗人李贺聪明早慧，七岁即能为辞章。大文豪韩愈和皇甫湜听了，未予置信，亲自到他家里考核。但见李贺授笔立就，出口成章，二人为之赞叹，直称我朝有幸，又出诗童。在李贺的诗作中，咏马的诗特多，李贺原非咏物诗人，也不是养马、识马的专家。他在诗中名为咏马，实借马为言，以马自况，表达他对于识才、用才的见解。如“此马非凡马，房星本是星。向前敲瘦骨，犹自带铜声”；“伯乐向前看，旋毛在腹间。只今掊白草，何日蓦青山”等都是从描述马的外表神态入手，进而揭示马的品质和神韵，让人们分辨骏马和驽马的区别。同时，对那些不识马、只用普通方法喂养良马的人进行了无情的鞭挞。李贺从识马、育马、用马中深悟出识人、育人、用人之道，揭示出用人不疑，疑人不用；用人当用其时、其长，避免用其短；用人如赛马，多在实践中摔打和考验等用人思想。
对于如何识别人才，古来多有困惑。白居易的一首《放言》，讲的就是辨识人才真伪的：“赠君一法决狐疑，不用钻龟与祝蓍。试玉要烧三日满，辨材须待七年期。周公恐惧流言日，王莽谦恭未篡时。向使当年身便死，一生真伪复谁知。”吟诵白居易的诗句，不觉想起《论语》中的一件事：孔子劳苦奔波，在陈蔡讲学时断炊，弟子皆面有饥色，孔子便发动大家找当地百姓赈济，弄来一点米，叫颜回拿去煮粥。粥熟后，孔子见颜回用手抓甑里的粥往口里放，他佯装没看见。吃饭时，便以闲聊的语气对颜回说：“刚才我睡午觉做梦，梦见先君。饭要先饷先君，而后才轮到自己吃。”颜回知道老师是在批评他的行为，于是解释：“学生刚才见到有灰烬飞到粥里，连粥一起弄出来扔掉又不好，于是自己就吞到肚子里去了。”孔子听了，十分感动，很不好意思，叹道：“所信者目也，而目犹不可信；所恃者心也，而心犹不足恃。弟子记之，知人固不易也。”从一小勺粘了灰的粥，孔子悟出知人之难的道理，认识到光凭眼看、光凭印象都是靠不住的。
识人难在哪里？人是一个复杂的多面体，要看准看真实属不易，况且有些人格低下之辈，为达到一己私利，常常以假象掩其卑劣，一旦骗取信任被举荐用之，其丑陋面目才会逐渐暴露。而选人者或囿于眼力所限，或不听别人的意见，或私欲作祟，也容易看错。白居易的诗，对于我们如何识人用人有很好的启示。考量一个人是不是人才，是否可靠，必须经过时间的检验，必须多方听取意见，尤其是注意分析那些不同的意见，不能只看他的长处，一叶障目、以偏概全。如今，在选人用人问题上，逐步建立了一套完善的考评机制，按条件选人，用制度选人，方可最大限度地克服识人用人上的偏差，真正做到把人看准用好，取信于民。
清代诗人顾嗣协有一首《杂兴》诗，写得也很有意趣和哲理。诗曰：“骏马能历险，犁田不如牛；坚车能载重，渡河不如舟。舍长以就短，智者难为谋。生才贵适用，慎勿多苛求。”诗很直白，但阐发的道理却很深刻。事物各具所长，也各有所短，善用其长事则成，误用其短事则败。人才也是如此，世上全才、通才少有，绝大多数人具有某一方面或某几方面的长处，同时又有某些方面的缺陷。这就要求用人者必须知人善任，做到随才器使，用当其才。
“自古完人何处寻？用才尽可效西邻。劝君参透短长理，自有人才涌似云。”这是一个叫张锋的人写的诗。诗中蕴含了一个故事，说的是西邻之人共有五子：一子质朴老实，一子聪颖伶俐，一子失明，一子驼背，一子跛足。朴者、敏者倒好安排，父亲分别让他们务农和经商。那么，那三个身有残疾的儿子怎么办呢？西邻认为，“天生我材必有用”，关键在于扬长避短。失明者，记忆力强，让他去学算卦；驼背者，分派他去搓麻绳；跛足者，叫他去纺线。这样五个儿子各得其所，均无冻饿之虞。张锋的这首诗，对西邻的用人之道给予褒奖，说的是知人善任的道理。管理科学中有句颇为警策的名言：“垃圾是放错了位置的有用材料。”反转过来，也可以说，有用之才假如放错了位置，有时也会变得无用。参透一个人的长处和短处，用其所长、避其所短，可用人才自然会如云涌现。
让各类人才脱颖而出、充分使用，形成一道百舸争流、浪遏飞舟的魅人风景，则干任何事情都有依凭、有信心。
【从0到1的突破！人工合成淀粉有何厉害之处】
设想一下，不需要种地，也不需要绿色植物，以太阳光、水和二氧化碳为原料，在工厂里就可以像植物一样源源不断生产出淀粉。是不是很神奇？而今，这看似遥不可及的一幕，在不久的将来，有望实现。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按我国玉米淀粉平均亩产量计算)，“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
来源：经济日报
设想一下，不需要种地，也不需要绿色植物，以太阳光、水和二氧化碳为原料，在工厂里就可以像植物一样源源不断生产出淀粉。是不是很神奇？而今，这看似遥不可及的一幕，在不久的将来，有望实现。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量(按我国玉米淀粉平均亩产量计算)，“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
来源：经济日报
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近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按我国玉米淀粉平均亩产量计算），“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
近期，中科院天津工业生物技术研究所传来喜讯：经过6年技术攻关，科研团队在淀粉人工合成方面取得重大突破性进展，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。
不依赖植物光合作用，设计人工生物系统固定二氧化碳，合成淀粉，这一被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，究竟有何厉害之处？其突破，又有何科学意义和现实意义？记者就此采访了论文的作者及相关专家。
突破瓶颈
中国人偏重碳水饮食，清代美食家袁枚曾在《随园食单》中这样写道，“粥饭本也，余菜末也”，足见国人对碳水的宠爱。这里所说的碳水即碳水化合物，由碳、氢、氧组成，是人类生存必不可少的元素。而淀粉就是“粥饭”中最主要的碳水化合物，它是面粉、大米、玉米等粮食的主要成分，是养活全球人口最重要的食物原料，同时也是重要的工业原料。
多少年来，农作物通过光合作用，将水、二氧化碳等无机化合物合成可作为动物饲料和人类食物的糖类乃至淀粉等碳水化合物，是地球上最重要的生物化学反应过程。但这是效率最高的淀粉生产方式吗？答案是否定的。
根据论文通讯作者、天津工业生物所所长马延和提供的数据，在玉米等农作物中，将二氧化碳转变为淀粉，涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，太阳能的利用效率不足2%。“植物经过亿万年进化，适应了自然环境，其固有属性制约了淀粉高效合成。”马延和称。
有没有一种办法能够摆脱植物来合成淀粉？自合成生物学诞生以来，人们就开始尝试人工构建非自然途径，实现二氧化碳到淀粉的转化，以突破植物媒介光合作用的瓶颈。但是，因为技术路线不清、瓶颈问题难测，这条科研之路存在很多不确定性。
马延和等人还是决定勇闯“无人区”。2015年起，天津工业生物所在中国科学院重点部署项目和天津市财政专项的支持下，立项开展二氧化碳合成淀粉的研究。
6年鏖战，研究团队终于如愿以偿。论文第一作者、天津工业生物所副研究员蔡韬兴奋地说：“我们拿合成淀粉与自然界中的淀粉比较，得到核磁结果是一模一样的，可以说，合成淀粉实际上与自然的淀粉是没有区别的。”
这意味着什么？数据显示，2019年，全世界有近7.5亿人面临重度粮食不安全，占世界总人口近十分之一。“即使是替代一部分粮食淀粉作为工业原料甚至饲料，也是对缓解农业压力的巨大贡献。”马延和表示。
技术路径
用二氧化碳人工合成淀粉，这项颠覆性技术是如何炼成的？马延和告诉记者，从能量角度看，光合作用的本质是将太阳光能转化为储藏在淀粉中的化学能。
可如何更高效地将光能转变为化学能？模拟和借鉴自然过程，构筑新的人工光合途径，科研人员想到了光能—电能—化学能的能量转变方式，首先通过光伏发电将光能转变为电能，通过光伏电水解产生氢气，然后通过催化利用氢气将二氧化碳还原生成甲醇，将电能转化为甲醇中储存的化学能，该过程的能量转化效率超过10%，远超光合作用的能量利用效率。
甲醇储存了来自太阳能的能量，但是自然界中并不存在甲醇合成淀粉的生命过程。于是，科研人员又利用合成生物学的思想，从海量的生物化学反应数据中设计出了一条仅包含10步主反应的甲醇到淀粉的人工路线ASAP。
为将设计蓝图变为现实，科研人员还挖掘与改造了来自动物、植物、微生物等31个不同物种的62个生物酶催化剂，最终优中选优，使用10个酶逐步将一碳的甲醇转化为三碳的二羟基丙酮，进一步转化为六碳的磷酸葡萄糖，最终合成了直链和支链淀粉。
“这是实现人工光合作用合成淀粉的一种过程。”马延和说，从科学突破角度看，这一人工途径的淀粉合成，向设计自然、超越自然目标的实现迈进了一大步，为创建新功能的生物系统提供了新的科学基础。
从技术创新角度看，通过发展高效的人工催化剂和生物酶，研究团队从6568个生化反应中设计形成固碳与人工合成淀粉新途径。按照20%的光电转化效率计算，这条化学、生物杂合的人工合成淀粉新系统，理论能量转化效率可达7%，其淀粉合成速率比自然光合作用提高了3.5倍。
这意味着什么？蔡韬解释，按照目前技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论上1立方米大小的生物反应器年产淀粉量相当于5亩土地玉米种植的淀粉产量（按我国玉米淀粉平均亩产量计算），“这一成果为从二氧化碳到淀粉生产的工业车间制造打开了一扇窗”。
应用前景
在江南大学原校长、中国工程院院士陈坚看来，食品生产大约占据全球40%的耕地，产生了25%的温室气体，作为最主要的粮食成分之一，淀粉的可持续供应是人类未来面临的重要挑战。这项研究成果将化学与生物的方法相结合，采用蛋白质工程和合成生物学等一系列新技术，从二氧化碳直接合成淀粉，完全颠覆了传统的淀粉生产方式。这项研究工作是典型的从“0到1”的原创性成果，不仅对未来的农业生产，特别是粮食生产具有革命性的影响，而且对全球生物制造产业的发展具有里程碑式的意义。
马延和表示，如果未来该系统过程成本与农业种植相比具有经济可行性，并实际应用，将有可能节约90%以上的耕地和淡水资源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平。
不过，他同时强调，目前该成果尚处于实验室阶段，离实际应用还有相当长的距离，且面临诸多挑战。
“后续，研究团队还需要尽快实现从‘0到1’的概念突破到‘1到10’和‘10到100’的转换，让这项技术最终成为解决人类发展问题的有效手段和工具。”中科院副院长周琪表示，中科院将集成相关科技力量，一如既往地支持该项研究深入推进。
“当今世界面临全球气候变化、粮食安全、能源资源短缺、生态环境污染等一系列重大挑战，科技创新已成为重塑全球格局、创造人类美好未来的关键因素。二氧化碳的转化利用与人工合成淀粉，正是应对挑战的重大科技问题之一。”周琪说。
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