一、背景

农业灌溉是用水大户，2022年《中国水资源公报》显示，全国用水总量5998.2亿立方米，其中农业用水为3781.3亿立方米，占总用水量的63%，而全国农田灌溉水有效利用系数为0.565，农业节水潜力巨大。

近年来，极端天气频发，进一步威胁农业用水安全。有效防止水分流失、提高农田灌溉保证率成了农业节水的重中之重。

二、主要做法

厦门大学的XMU-China团队以合成生物学的视角提出基于合成生物学的保水抗旱新策略，设计出能够生产生物保水剂的“微生物细胞工厂”。

（一）深入田野，实地考察

为了更加深入地了解水资源短缺对农业生产的影响和目前节水灌溉存在的问题，XMU-China暑期社会实践队前往江西省信丰县和福建省武夷山市，分别对信丰的脐橙产业及武夷山的茶叶种植过程中干旱缺水情况进行了深入调研。通过与种植人员沟通和实地考察，顺利找到实验研究与农业用水安全之间的契合点——缺水，那就在根部附近的土壤里涂上“保湿精华”，锁住更多水分，以减少灌溉用水。

（二）潜心实验，搭建“工厂”

历时9个月，经过多次尝试，团队成员终于实现运用合成生物学中的工程化基因回路编辑技术，整合和塑造微生物细胞工厂，建造出新的生产线，生产所需的功能性物质。

在XMU-China团队的实验中，工厂和车间就是简单易操作的大肠杆菌，他们对大肠杆菌进行工程化改造，导入能够表达功能性产品的“生产线”，使其成为一个个微生物细胞工厂，这些微生物细胞工厂能够在团队自主搭建的生物反应器中，智能化生产保水剂，增强土壤保水能力。

（三）政校合作，广泛宣传

XMU-China暑期社会实践队与厦门市水利局合作，前往厦门市科技馆开展了一系列科教宣传活动。通过互动宣讲和趣味游戏的方式，寓教于乐，向大众科普宣传了节约用水和农业节水的相关知识，活动获参与者一致好评。

三、节水成效

根据实验数据，37℃条件下，生产的保水剂加入土壤后保水效果比普通土壤最多可提升37%，技术获得实际使用可节约灌溉用水，切实提高农业节水效率，缓解干旱时期用水压力。同时该保水剂还具有环境友好、成本低、用户使用简便等特性，农户和相关机构人员均认为这是一种较有希望的节水保水方案。

2023年11月，“基于合成生物学的保水抗旱新策略”获第二十届国际遗传工程机器竞赛金奖。