2018年11月8日晚7點，中國科學院大學科學前沿進展名家系列講座Ⅲ第170講在玉泉路校區階一4教室如期舉行。中國科學院生態環境研究中心莊國強研究員深入淺出地為同學們介紹了環境生物技術以及氮循環功能微生物的調控。
莊老師首先介紹了生物技術的概念：以現代生命科學為基礎，結合工程技術手段和其他基礎學科的科學原理，按照預期目標，設計改造生物體，合成所需產品，包括基因工程、酶工程、細胞工程和發酵工程等，廣泛應用於農業、醫藥、化工、食品、環境保護等領域。
莊老師又提到了生物技術的發展前景。固氮過程曾經在上世紀五六十年代引起了研究熱潮，但是自上世紀90年代至今人們已經很少研究了，這是由於固氮菌需要消耗生物體的能量，很難高產。無論褒貶如何，轉基因作物都是未來的一種可能，它可以帶來高產量；而醫學生物技術最受人們關注、發展迅速。莊老師認為，人類的健康、疾病的治療、糧食的安全都是永恆的課題。
環境汙染也是我們必須面對的問題，它可能制約人類的可持續發展。健康相對環境有滯後效應，在一段時間後我們必須面對環境病問題，「綠水青山就是金山銀山」。莊老師如是道。
莊老師介紹到，環境生物技術始於20世紀80年代末期，以高新技術為主體，包括對傳統生物技術的強化與創新。廣義上講，凡是自然界涉及環境汙染控制的、與生物技術有關的技術體系，均可成為環境生物技術。
莊老師認為環境生物技術可以分為三個層次：基因工程技術為主導的現代汙染防治生物技術，如基因工程菌構建、抗汙染型轉基因植物培育等；生物處理技術，如活性汙泥法、生物膜法，及其在新的理論和技術背景下產生的強化生物處理技術和工藝等；利用天然（生態）處理系統進行汙染治理的技術，如氧化塘、人工溼地系統等，其特點是最大限度地發揮自然界的生物淨化功能。這與歷史發展是恰好相反的。
莊老師提到目前環境生物技術還是以汙染控制與修復為主，未來將是資源化利用。從範疇看，環境生物技術還是以微生物技術研究為主。
微生物不是嚴格意義上的分類名詞和概念，包括所有單細胞的微小生物和沒有細胞結構的病毒。Brock Biology Microorganisms中將微生物定義為單細胞的微小組織，它和植物細胞與動物細胞不同，可以獨立生存與複製。
微生物的特點決定了其在生物治理與修復中的主導地位：微生物十分微小，故其表面積比很大，有利於與周圍環境進行物質、能量、信息的交換；個體獨立；結構相對簡單；生長速度快，如大腸桿菌繁殖一代僅需20分鐘。莊老師認為微生物影響和支撐著其他生命形式，是生命科學的基礎。
地球的起源是46億年，生物的起源接近40億年（日本東北大學在格陵蘭島西部伊蘇亞地區發現了37億年前生命的痕跡）。微生物經過了億萬年的進化，種類和數量巨大，擁有豐富的代謝途徑，參與大多數元素的循環。這都是環境生物技術領域需要的。
我們是否可以理性設計高效的微生物來進行環境治理？莊老師給出現在的答案是：基本不可以，還處在trial and error階段。講座結束，同學們爆發出熱烈的掌聲。
報告人簡介：
莊國強，中國科學院生態環境研究中心研究員。研究方向：氮循環功能微生物的調控和微生物的耦合代謝。科學貢獻：發現了多個氮功能菌的群體感應系統及調控機理；在土壤氮循環菌劑調控方面發現了菌劑調控的部分生態學機理。在微生物耦合代謝方面,發現在自然環境中的微生物遵從的是未排序的氧化還原過程。
講座內容簡介：
氮汙染已成為我國水體、大氣和土壤的重要汙染源之一。作為微生物驅動的氮循環過程，理解氮循環中的微生物相互作用及調控過程，對於氮汙染的治理有著重要理論價值。本講座主要介紹微生物相互作用過程中的細菌「通訊」和氮調控的最新研究進展。
延伸閱讀：
「科學前沿進展名家系列講座」創辦於2014年9月，是中國科學院大學為本科生開設的必修課程，同時歡迎研究生與教職工參加，由中國科學院大學本科部主辦，講座召集人為徐濤院士。該課程按照數學、物理、化學等13個專業，邀請相關科學領域的院士等知名專家開展專題講座。通過講述科學故事、介紹相關學科方向的科學前沿進展，讓學生在本科階段了解不同學科的科研方向與主要進展，拓寬學生的學術視野，為他們最終選擇學科專業與專業方向提供豐富的判斷依據。