Please wait a minute...

中国生物工程杂志

China Biotechnology
China Biotechnology  2023, Vol. 43 Issue (5): 118-128    DOI: 10.13523/j.cb.2210045
    
Analysis of the Development Status of Industrial Biotechnology in COMSATS Member Countries and Suggestions for Cooperation
CHAI Qian-qian1,DING Chen-jun2,SONG Qi2,WU Xiao-yan2,WANG Jing-jing1,XIAO Zhi-hong1,CHEN Fang2,***(),LI Jin-shan1,***(),SUN Ji-bin1
1 Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China
2 Chengdu Library and Information Center, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610299, China
Download: HTML   PDF(866KB) HTML
Export: BibTeX | EndNote (RIS)      

Abstract  

The Commission on Science and Technology for Sustainable Development in the South (COMSATS) is an important intergovernmental organization among developing countries with 27 member states. China is one of the founding members. This article investigates the policy environment, resource endowments, research institutions in the area of industrial biotechnology of the member states, the research and development (R&D) progress and application status in various areas. Based on the results, we propose suggestions to deepen the cooperation between China and other COMSATS member countries for mutual benefit.



Key wordsCOMSATS member countries      Industrial biotechnology      Sustainable development      International S&T cooperation     
Received: 26 October 2022      Published: 01 June 2023
ZTFLH:  Q819  
Cite this article:

CHAI Qian-qian, DING Chen-jun, SONG Qi, WU Xiao-yan, WANG Jing-jing, XIAO Zhi-hong, CHEN Fang, LI Jin-shan, SUN Ji-bin. Analysis of the Development Status of Industrial Biotechnology in COMSATS Member Countries and Suggestions for Cooperation. China Biotechnology, 2023, 43(5): 118-128.

URL:

https://manu60.magtech.com.cn/biotech/10.13523/j.cb.2210045     OR     https://manu60.magtech.com.cn/biotech/Y2023/V43/I5/118

国家 GDP/亿美元 GDP中研发投入
占比/%(2018年)
人口数量/百万 研发人员数量
/百万人口(2018年)
人均GDP
/万美元
中国 147 227 2.19 1 402 1 307 1.050 1
土耳其 7 201.01 0.96 84.3 1 379 0.854 2
尼日利亚 4 322.94 0.1 206.1 / 0.209 7
埃及 3 630.69 0.72 102.3 687 0.354 9
菲律宾 3 614.89 0.16(2015年数据) 109.6 106(2015年数据) 0.329 8
孟加拉国 3 242.39 / 164.7 / 0.196 9
哥伦比亚 2 713.47 0.24(2017年数据) 50.9 88(2017年数据) 0.533 1
巴基斯坦 2 636.87 0.24 220.9 336 0.119 4
伊朗 1 917.18 0.83(2017年数据) 84 1 475(2017年数据) 0.228 2
哈萨克斯坦 1 698.35 0.12 18.8 667 0.903 4
摩洛哥 1 128.71 0.7(2014年数据) 36.9 1 074(2016年数据) 0.305 9
斯里兰卡 807.07 0.11(2015年数据) 21.9 106(2017年数据) 0.368 5
加纳 723.54 / 31.1 / 0.232 6
坦桑尼亚 624.1 0.51(2013年数据) 59.7 19(2013年数据) 0.104 5
约旦 436.98 0.71(2016年数据) 10.2 596(2016年数据) 0.428 4
突尼斯 392.36 0.6 11.8 1 772 0.332 5
乌干达 373.72 0.17(2014年数据) 45.7 28(2014年数据) 0.081 8
苏丹 261.11 0.3(2014年数据) 43.8 / 0.059 6
塞内加尔 249.11 0.58(2015年数据) 16.7 564(2015年数据) 0.149 2
也门 234.86(2018年数据) / 29.8(2018年数据) / 0.082 4
朝鲜 174.87(2018年数据) / 25.5(2018年数据) / 0.068 6
津巴布韦 167.69 / 14.9 100(2012年数据) 0.112 5
牙买加 138.12 / 3 / 0.460 4
索马里 49.18 / 15.9 / 0.030 9
冈比亚 19.02 0.07 2.4 53 0.079 3
Table 1 Basic situation of COMSATS members (2020)
序号 卓越中心 成立时间 所在国家 研究人员数量 科研机构设置
1 哈萨克斯坦国立大学 1933年 哈萨克斯坦 2 325 15个学院、25个研究机构、30个科学中心,其中生物与生物技术学院、药用植物研究中心等在蓝藻光营养微生物学、药用植物研究等方面具有一定优势
2 环境与核科学国际中心 1948年 牙买加 / 5个校区、10个全球中心。下设海洋科学中心加勒比沿海数据中心、愉景湾海洋实验室;其与科学、能源和技术部(MSET)建有合资企业国际环境与核科学中心
3 孟加拉国科学与
工业研究理事会
1955年 孟加拉国 473 3个多学科区域实验室、7个单学科研究所、1个植物试验研究中心。在生物技术领域的研究方向包括:植物组培技术、生物基材料、生物燃料、食品微生物学、可再生能源等
4 斯里兰卡工业技术
研究所
1955年 斯里兰卡 340 5个主要实验室,其中化学和微生物实验室的核心研究领域包括食品技术(含生物食品)、草药技术(含植物天然产物的合成)、生物肥料、生物材料、环境生物技术等
5 埃及国家研究中心 1956年 埃及 4 847 14个研究机构,与生物技术相关的研究部门有:农业与生物部、食品工业和营养部、基因工程和生物技术部、工业制药部、物理学部、纺织工业部、人类遗传学与基因组研究
6 塞内加尔谢赫·
安达·迪奥普-
达喀尔大学
1957年 塞内加尔 3 244 现有6个学院、10个研究机构以及一个州立兽医学和医学学院。在生物技术领域的核心研究方向是可再生能源、植物和微生物生物技术和公共卫生(细菌学/病毒学)。相关实验室包括生物质和民用燃料实验室、植物生物技术实验室、真菌生物技术实验室、微生物学实验室和病毒学实验室等。
7 印度尼西亚塞普
卢诺彭理工学院
1957年 印度尼西亚 1 000多 7 个学院、180余个实验室,与生物技术相关的研究包括农业-食品和生物技术,可持续能源等
8 加纳科学和工业
研究理事会
1958年 加纳 3 506 生物技术实验室、组织培养实验室、分子生物学实验室等生物技术相关的实验室
9 巴基斯坦卡拉奇
大学国际化学和
生命科学中心
1966年 巴基斯坦 / 致力于化学、生命科学和生物医药领域的科学研究,拥有化学结构鉴定、天然产物活性成分合成等领域先进的仪器设备和技术,以及活跃的国际交往平台
10 约旦皇家科学学会 1970年 约旦 500 研究与开发部门建有4个研究中心,与生物技术相关的有3个:水与环境中心、国家能源研究中心、生物安全和生物安保中心
11 坦桑尼亚工业研究
与发展组织
1979年 坦桑尼亚 85 下设工业研究、工程开发和ICT与技术开发三个部门
12 伊朗科学技术
研究组织
1980年 伊朗 293 下设生物技术系、化工技术系、农业研究系、先进材料和可再生能源系、技术发展研究系等
13 应用科学和技术
高等研究所
1983年 叙利亚 85 下设环境研究实验室
14 土耳其科学技术
研究委员会
1983年 土耳其 40 基因工程与生物技术研究所的9个实验室开展动物学、医学、酶和发酵、植物学等生物技术相关研究
15 巴勒斯坦圣城大学 1984年 巴勒斯坦 192 拥有83个研究组,其中与生物技术相关的有6个专业实验室,主要在生物燃料的开发、植物天然产物的合成、生物防治剂、生物多样性的保护等方面开展研究工作。
16 哥伦比亚国际
物理中心
1985年 哥伦比亚 25 5个研究小组,开展生物物理学、材料科学、神经科学等领域的研究
17 COMSATS大学
伊斯兰堡分校
1998年 巴基斯坦 2 600 21个本科和研究生院系,其中生物科学学院在生物信息学、生物化学、分子遗传学、癌症遗传学、微生物学和病毒学等领域开展教学与科研活动
18 冈比亚大学 1999年 冈比亚 / 共有9个学院,其中,农业与环境科学学院主要培养以可持续方式管理和开发国家农业和自然资源的人才,医学与相关健康科学学院也开展生物技术相关研究
19 突尼斯水资源研究
和技术中心
2005年 突尼斯 93 5个研究实验室、一个实验站,其中,生物法污水处理技术是该中心的一个核心研究方向
20 中国科学院天津工业
生物技术研究所
2012年 中国 1 031 国家合成生物技术创新中心牵头建设单位,主要从事工业生物技术研发,重点开展“工业蛋白质科学与生物催化工程、合成生物学与微生物制造工程、生物系统与生物工艺工程”三个领域方向的基础研究和应用基础研究
21 巴西农牧业研究所 / 巴西 154 19个实验室,与生物技术相关研究方向包括酶、生物防治、微生物生态学、遗传学/生物化学、基因组等
22 苏丹工业研究与
咨询中心
/ 苏丹 192 设有生物技术实验室,开展生物可降解塑料等方面的研发
Table 2 Details of COMSATS centers of excellence
Fig.1 
Fig.2 Annual trends of top10 industrial biotechnology publications in COMSATS members (2016-2020) (a) Annual trend of the publications in China (b) Annual trends of the publications in remaining 9 members
国家 总数 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年
中国 153 580 28 413 32 194 36 077 32 828 24 068
土耳其 178 46 28 25 35 44
菲律宾 144 23 29 46 21 25
哥伦比亚 52 4 9 23 11 5
伊朗 50 12 11 14 5 8
突尼斯 31 13 15 3 0 0
埃及 8 1 4 2 1 0
朝鲜 8 1 3 2 1 1
巴基斯坦 8 2 1 1 2 2
哈萨克斯坦 7 2 2 3 0 0
斯里兰卡 4 0 1 0 2 1
摩洛哥 3 0 1 0 0 2
孟加拉国 2 1 0 0 1 0
加纳 1 0 0 0 1 0
约旦 1 0 0 0 0 1
Table 3 Annual trends of patent applications in the area of industrial biotechnology of the COMSATS members (2016-2020)
序号 中国 其他COMSATS成员国
IPC分类号 专利占比/% IPC分类号 专利占比/%
1 C12N 微生物/酶及遗传工程 44.01 C12N 微生物/酶及遗传工程 35.83
2 C12M 酶和微生物学 30.36 G01N 测试或分析材料 19.86
3 C12R 涉及微生物小类相关的引得表 19.78 C07K 肽 15.68
4 C07K 肽 17.13 C12J 醋的制备 14.39
5 C12Q 包含酶、核酸或微生物的测定或检验方法 14.41 A61K 医用/牙科用配置品 12.95
6 C12P 发酵/酶法合成目标化合物 12.81 C12M 酶和微生物学 12.09
7 C12G 葡萄酒等制备 11.57 C02F 污水/污泥处理 11.65
8 A61K 医用/牙科用配置品 11.40 A23L 食品制备保藏 7.77
9 G01N 测试或分析材料 11.19 C12G 葡萄酒等制备 7.34
10 A61P 化合物/药物的特定活性 10.84 C12Q 包含酶、核酸或微生物的测定或检验方法 6.33
Table 4 Top10 patents layout in the area of industrial biotechnology of the COMSATS members
[1]   The World Bank. World Bank Country and Lending Groups. [2021-11-19]. https://datahelpdesk.worldbank.org/knowledgebase/articles/906519-world-bank-country-and-lending-groups.
[2]   Ministry of Planning, Development & Reform. Pakistan 2025: One nation-one vision. [2016-04-03]. https://www.pc.gov.pk/uploads/vision2025/Pakistan-Vision-2025.pdf.
[3]   张宁. 简析哈萨克斯坦的绿色发展战略. 欧亚经济, 2020(2): 14-31, 127.
[3]   Zhang N. Kazakhstan’s green development strategy. Journal of Eurasian Economy, 2020(2): 14-31, 127.
[4]   王博璐, 张静依, 陈韵涵. “一带一路”绿色金融国别案例分析:哈萨克斯坦. 清华金融评论, 2021(4): 71-74.
[4]   Wang B L, Zhang J Y, Chen Y H. A case study of green finance in the belt and road initiative: Kazakstan. Tsinghua Financial Review, 2021(4): 71-74.
[5]   Presidential Expert Committee. Sustainable Sri Lanka 2030 vision and strategic path. [2019-01-03]. https://www.presidentsoffice.gov.lk/wp-content/uploads/2019/05/Final-v2.4-Typeset-MM-v12F-Cov3.pdf.
[6]   ISAAA. Uganda approves national biotechnology and biosafety policy. [2008-04-11]. https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=2370.
[7]   Salah S I, Eltaweel M, Abeykoon C. Towards a sustainable energy future for Egypt: a systematic review of renewable energy sources, technologies, challenges, and recommendations. Cleaner Engineering and Technology, 2022, 8: 100497.
doi: 10.1016/j.clet.2022.100497
[8]   Islam M, Haydar S, Baten A, et al. The prospect of biomass energy resources in Bangladesh:a study to achieve the national power demand. Advances in Analytical Chemistry of Scientific & Academic Publishing, 2021, 11: 1-6.
[9]   Cairo Climate Talks. Biomass in egypt win or waste. [2017-03-28]. https://cairoclimatetalks.net/event/biomass-in-egypt-win-or-waste/.
[10]   Shao Y Y, Lu N, Wu Z F, et al. Creating a functional single-chromosome yeast. Nature, 2018, 560(7718): 331-335.
doi: 10.1038/s41586-018-0382-x
[11]   Wu Y, Zhu R Y, Mitchell L A, et al. In vitro DNA SCRaMbLE. Nature Communications, 2018, 9(1): 1-9.
doi: 10.1038/s41467-017-02088-w
[12]   李盛英, 杜磊. 微生物技术国家重点实验室科研成果亮相国家“十三五”科技创新成就展. [2021-10-28]. http://www.mbtechinst.qd.sdu.edu.cn/info/1074/3970.htm.
[12]   Li S Y, Du L. The achievements of state key laboratory of microbial technology were presented at the National “13th Five-Year Plan” Science and Technology Innovation Achievement Exhibition. [2021-10-28]. http://www.mbtechinst.qd.sdu.edu.cn/info/1074/3970.htm.
[13]   Cai T, Sun H B, Qiao J, et al. Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide. Science, 2021, 373(6562): 1523-1527.
doi: 10.1126/science.abh4049 pmid: 34554807
[14]   经济日报. “十三五”这5年|科技创新厚积薄发. [2020-10-04]. https://www.163.com/news/article/FO3TTSE2000189FH.html.
[14]   Economic Daily. The five years of the “13th Five-Year Plan”|Scientific and technological innovation is gaining momentum. [2020-10-04]. https://www.163.com/news/article/FO3TTSE2000189FH.html.
[15]   Zhang Z, Wang M, Zhou H R, et al. Surface sulfate ion on CdS catalyst enhances syngas generation from biopolyols. Journal of the American Chemical Society, 2021, 143(17): 6533-6541.
doi: 10.1021/jacs.1c00830 pmid: 33904731
[16]   Huang Z P, Zhao Z T, Zhang C F, et al. Enhanced photocatalytic alkane production from fatty acid decarboxylation via inhibition of radical oligomerization. Nature Catalysis, 2020, 3(2): 170-178.
doi: 10.1038/s41929-020-0423-3
[17]   Zhou H R, Wang M, Wang F. Oxygen-vacancy-mediated catalytic methanation of lignocellulose at temperatures below 200℃. Joule, 2021, 5(11): 3031-3044.
doi: 10.1016/j.joule.2021.07.001
[18]   Kossalbayev B D, Zayadan B K, Sadvakasova A K, et al. Study of the effect of nitrogen-fxing cyanobacteria on the growth rate of the Strawberry Sunrise T-4 strawberry variety. Ecological Series, 2020, 64. DOI:10.26577/eje.2020.v64.i3.01
doi: 10.26577/eje.2020.v64.i3.01
[19]   Zayadan B, Kossalbayev B, Tomo T, et al. Study of promising heterocystic cyanobacterial strains for biohydrogen production. Series of Biological and Medical, 2020, 3(339): 41-48.
doi: 10.32014/2020.2519-1629.22
[20]   Hussain Z, Atia-Tul-Wahab, Hussain N, et al. Seven new metabolites of drostanolone heptanoate by using Beauveria bassiana, and Macrophomina phaseolina cell suspension cultures. RSC Advances, 2020, 10(1): 451-460.
doi: 10.1039/C9RA05878H
[21]   Farooq R, Hussain N, Yousuf S, et al. Microbial transformation of mestanolone by Macrophomina phaseolina and Cunninghamella blakesleeana and anticancer activities of the transformed products. RSC Advances, 2018, 8(39): 21985-21992.
doi: 10.1039/C8RA01309H
[22]   Mohamed M, Awad H. New lipase-producing Streptomyces isolated from halo-alkaline habitat in Wadi El Natrun: polyphasic identification and statistical optimization of enzyme production. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 2021, 10(1):3.
doi: 10.1186/s43088-020-00090-8
[23]   Uzun O, Ince O, Ozbayram E G, et al. New approach to encapsulation of Trametes versicolor in calcium alginate beads: a promising biological pretreatment method for enhanced anaerobic digestion. Biomass Conversion and Biorefinery, 2021, 1-9. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01606-7.
[24]   Bagheri N, Ahmadzadeh M, Jouzani G S. Interaction of Bacillus amyloliquefaciens and Azospirillum oryzae on wheat growth promotion and Fusarium graminearum disease inhibition. Crop Biotechnoly, 2019, 25: 19-33.
[25]   Mulla S I, Bagewadi Z K, Faniband B, et al. Various strategies applied for the removal of emerging micropollutant sulfamethazine: a systematic review. Environmental Science and Pollution Research, 2021, 1-15. https://doi.org/10.1007/s11356-021-14259-w.
[26]   Thanavel M, Bankole P O, Selvam R, et al. Synergistic effect of biological and advanced oxidation process treatment in the biodegradation of Remazol yellow RR dye. Scientific Reports, 2020, 10(1): 1-9.
doi: 10.1038/s41598-019-56847-4
[27]   Gomez-Ramirez L F, Uribe-Velez D. Phosphorus solubilizing and mineralizing Bacillus spp. contribute to rice growth promotion using soil amended with rice straw. Current Microbiology, 2021, 78(3): 932-943.
doi: 10.1007/s00284-021-02354-7 pmid: 33580332
[28]   Cabotage M H R, Jimenez E C, Bascos N A D. Modeling of the mechanisms for post-translational D-amino acid incorporation in dermorphin and contryphan-R. Current Topics in Peptide and Protein Research, 2020, 21: 1-19.
doi: 10.31300/CTPPR.21.2020.1-19
[29]   Perera M, Chinthaka S D M, Wijayarathna C D, et al. Reduction of lag in crude oil degradation by Aspergillus when it is in synergy with Bacillus in biofilm mode. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2021, 44(7): 1501-1510.
doi: 10.1007/s00449-021-02534-6
[30]   Mohotti S, Rajendran S, Muhammad T, et al. Screening for bioactive secondary metabolites in Sri Lankan medicinal plants by microfractionation and targeted isolation of antimicrobial flavonoids from Derris scandens. Journal of Ethnopharmacology, 2020, 246: 112158.
doi: 10.1016/j.jep.2019.112158
[31]   中华人民共和国商务部. 摩洛哥开设非洲第一家抗癌药厂. [2019-01-29]. http://www.mofcom.gov.cn/article/i/jyjl/k/201901/20190102831515.shtml.
[31]   Ministry of Commerce, People’s Republic of China. Morocco opens Africa’s first anti-cancer drug factory. [2019-01-29]. http://www.mofcom.gov.cn/article/i/jyjl/k/201901/20190102831515.shtml.
[32]   Naiyyum Choudhury. Biotechnology in Bangladesh. [2021-05-30]. https://ris.org.in/sites/default/files/abdr_nov4.pdf
[33]   VOGELBUSCH Biocommodities. Showcase Projects. [2021-07-20]. https://www.vogelbusch-biocommodities.com/references-cn/#myReference_34.
[34]   Balitaan J N I, Yeh J M, Santiago K S. Marine waste to a functional biomaterial: green facile synthesis of modified-β-chitin from Uroteuthis duvauceli pens (gladius). International Journal of Biological Macromolecules, 2020, 154: 1565-1575.
doi: S0141-8130(19)36797-2 pmid: 31706816
[35]   DOE NREL. NREL and Colombian Oil Firm Unlocking Agricultural Waste Feedstocks for Biofuel. [2013-08-07]. https://www.nrel.gov/news/press/2013/2272.html.
[36]   DMS Global. ECHEM-Bio-ethanol from Beet Molasses Project. [2021-10-28]. https://www.dmsprojects.net/egypt/projects/echem-bio-ethanol-from-beet-molasses-project/PRJ00022140.
[37]   产业在线. 埃及石化计划投15亿美元新建丙烯项目. [2014-09-10]. http://www.chinaiol.com/pu/o/0910/84140383.html.
[37]   Industry Online. Egyptian Petrochemicals Company plans to invest $ 1.5 billion in new propylene project. [2014-09-10]. http://www.chinaiol.com/pu/o/0910/84140383.html.
[38]   SciDevNet. Egypt produces jet biofuel from jatropha. [2017-02-23]. https://www.scidev.net/global/news/egypt-produces-jet-biofuel-jatropha/.
[39]   Karamo Sheikh Sadibou. Introduction of waste-to-energy plant in the gambia. [2019-08-20]. https://www.voicegambia.com/2019/08/20/news-introduction-of-waste-to-energy-plant-in-the-gambia/.
[40]   互联网农资人. 微生物肥料市场需求如何?它已迎来发展新机遇. [2020-03-08]. https://www.shangyexinzhi.com/article/579735.html.
[40]   Internet Farmers. What is the market demand for microbial fertilizers? It has ushered in a new opportunity for development! [2020-03-08]. https://www.shangyexinzhi.com/article/579735.html.
[41]   Newport-Fersan(Jamaica). FERS-orgANic Line of Liquid Fertilizers. [2021-10-28]. https://newportfersanja.com/fers-organic/.
[42]   Iran Front Page. Iranian Biological Fertiliser Saves Cocoa Farms in Africa. [2019-12-22]. https://ifpnews.com/iranian-biological-fertiliser-saves-cocoa-farms-in-africa.
[43]   Iran Watch. Iranian Research Organization for Science and Technology. [2012-08-01]. https://www.iranwatch.org/iranian-entities/iranian-research-organization-science-and-technology-irost.
[44]   CABI. CABI collaborates with BARI to find biological ‘weapon’ to fight fall armyworm in Bangladesh. [2020-03-09]. https://www.cabi.org/news-article/cabi-collaborates-with-bari-to-find-biological-weapon-to-fight-fall-armyworm-in-bangladesh/.
[1] SONG Yi-mei,JIA Xiu-wei,LI Shu-biao,GAO Cui-juan. Industrial Microorganism of Yarrowia lipolytica and Its Industrial Amplicaiton[J]. China Biotechnology, 2020, 40(9): 77-86.
[2] CHEN Fang, DING Chen-jun, CHEN Yun-wei, ZHENG Ying, DENG Yong, XU Ping, YU Jian-rong, WU Lin-huan, MA Jun-cai, ZENG Yan, LIU Bin. A Study on the Trend and Prospective of Industrial Biotechnology in China[J]. China Biotechnology, 2016, 36(5): 1-11.
[3] GAO Jiao-qi, HAN Xi-tong, KONG Liang, YUAN Wen-jie, WANG Na, BAI Feng-wu. Application Progress of Kluyveromyces marxianus in the Industrial Biotechnology[J]. China Biotechnology, 2014, 34(2): 109-117.
[4] ZHANG Da-lu. Biocircle Project Strategy Analysis and Suggestions[J]. China Biotechnology, 2012, 32(08): 119-122.
[5] Xiu-Mei FU Chang-Yun Wang . Biological Hydrogen Production: Strategies for Sustainable Development of Energy, Resources, and Environment[J]. China Biotechnology, 2007, 27(2): 119-125.