方面知识。这些知识的缺乏和不足就构成难以鉴别植物的差异性，缺少鉴别的手段，因此也就难以考虑作为原料的应用。发酵是用来将某些农作物转化为各种产品的工艺，转化是非均相的。所用的转化方式，副产利用和分离等方面仍有许多有待改进之处。一般地说，植物系统的复杂化学问题使新型或改进植物基加工工艺的设计较为困难。烃类化学制造中有丰富的氧化化学知识，还原化学方面较少，这些都是植物系统加工所需要的。目前特别缺少关于还原生物催化剂共生因子系统方面的实践知识。 植物原料加工工艺开发的另一个大的障碍是当前缺乏有关的教育培训。目前化学工程课程中只有少数涉及生物化学课题，多数毕业生成为化学工程师只拥有非常基础的生物工艺知识和有限的重要生物分离的知识。多年来，工艺化学家和工程师的培训重点都是烃类化学，考虑植物基可再生资源加工需要很少。 四、生产方面 1、收率、持续性和基础设施 因为目前尚未利用大量植物基原料，除木材和造纸外，只是关注未来的供应分销而不是现实存在的问题。但是，这些对实现可再生资源的目标都是十分重要的。在供应的持续性方面，数量和质量都是未知数。如果植物基原料能加工成简单的碳分子，其持续性问题就不成关键。但是如果要设计应用其中某种特殊组分(如聚合物)，或是要直接抽取其中某种专门组分，原料的质量和数量的稳定性就非常重要。 在一些情况下，供应持续性中的不确定因素实际上就是风险管理的内容。未来的石油化工供应问题和可再生资源供应问题都有风险。对石油化工来说，未来的供应不桷定因素可能因世界上一些区域的*变化而增加。而对植物基原料来说，气候可能成为不确定的地区因素。如果某些专门植物不能大量生产可能导致贸易上的不确定因素，这些问题不需要采取断然措施，但是需要重视通过改变基础设施来保证经济可靠性。另一个冲击供应持续性的不确定因素是未来的农作物用途是作为食物还是作为工业原料。一方面是根据供应短缺理论，认为农业难以供应飞跃增长的人口和消费品增长所需的原料。实际上，从需求角度看，食物和原料都在增长，即使不考虑可再生资源进行工业利用，食物本身也存在问题。解决食物问题的方案也可能就是解决工业原料问题的方案。因此，在供应方面必须应用新技术，如生物技术，这样才能保持产率不断提高，使农业能达到一个新的水平。 2、植物设计、植物科学、基因学 转基因技术已经显示出令人鼓舞的前景，要进一步充分利用尚有大量工作有待进行。存在的一个主要障碍是对植物本身内在新陈代谢过程还不够了解，不能按特殊聚合物和其他材料的需要进行设计。因此，对植物新陈代谢和碳流的知识匮乏是其发展中的限制因素。 近年来功能基因学的进展有望促进对材料合成设计的理解。但是这门科学目前刚开始，与类似的医学领域相比所取得的支持还是很有限的。基因转变中的另一成就是让更多的专用基因嵌入和对质体以及细胞核的常规转变。在植物变化、基因学和生物信息等方面有着广泛的研究项目，但是将这些出现的新技术应用于可再生资源的专门研究则很少。 要使科学知识不断深化，在一定程度上取决于消除这些主要障碍，有些已被称为多学科的研究。但是，需要努力加强和协调才能促进现有的障碍及时地被克服。换言之，基因管理的研究必须紧密地与植物内含聚合物的功能性以及分离工程等研究相结合。 研究和开发的课题 《美国植物/农作物基可再生资源2020年设想的技术指南》(以下简称“技术指南“)列出为解决植物/农作物基可再生资源利用中的主要障碍应当进行研究开发的课题。“技术指南”按4个主要方面的障碍依重要性大小列出研究开发课题，每个研究课题的影响都有其时间范围，其中近期表示0―3年、中期表示2010年、长期表示2020年，近期目标的达到可用以衡量面向2020年可再生资源开发利用设想的前进步伐。 一、植物科学研究方面 1、近期影响课题(按重要性依次减小顺序排列,，下同) (1)应用功能基因学了解植物新陈代谢和组成，至少要与1种主要农作物基因计划结合； (2)开发能实时进行植物组分的定量分析工具； (3)改进转基因方法，特别是对麦杆基因的专门嵌入，要在1998年基础上提高效益10倍； (4)开发1―2种主要农作物的基因标记系列，使之有助于摆在有用的可再生组件含量； (5)将80%现有的germ plasm base进行编目，有效利用各类淀粉、蛋白质和油分； (6)找寻发展中的生物信息学利用途径，推动可再生资源的研究和开发， (7)弄清nuclear-plastid 相互作用。 2、中期影响课题 (1)在新陈代谢过程和碳流中至少弄清50个限制速率的关键步骤； (2)利用功能基因学弄清分子、细胞和整个植物的控制管理； (3)为主要植物用于可再生资源的组分制定标准； (4)在2种植物中，建立碳库并为细胞分割确定控制点； (5)在plastid 转变中高效率(大于90%)方法的建立； (6)创建示范工厂，使主要组分利用率大于60%(如油料、淀粉)或是专门碳键(如c5)大于3o%； (7)利用基因开关的方法； (8)建立为植物可再生资源利用的生物信息学基础。 3、长期影响课题 (1)重新设计新陈代谢过程，提供有用的碳结构骨架； (2)应用有针对性进化技术建立100个未来原料的品种库； (3)设计新型分子或改性现有化合物，使之适应于功能需要； (4)为提供工业用原料，创制2种新植物种类； (5)利用简单的细胞组织进行成本和能源效率评价； (6)利用计算机技术设计植物组分。 二、生产研究方面 1、近期影响课题 (1)提高亩产量10%~15%以降低原材料单位成本； (2)改善农业管理，提高肥料利用

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