吳清平院士：我國農業(yè)微生物發(fā)展趨勢
來(lái)源：admin發(fā)布時(shí)間：2023-7-6 10:03:06瀏覽：/次
以動(dòng)物、植物″二元結構″為特征的傳統農業(yè)正在向動(dòng)物、植物、微生物″三元結構″的新型農業(yè)轉變，微生物在農業(yè)領(lǐng)域中的重要性得到了更多認識。發(fā)展農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)事關(guān)國家糧食安全保障和耕地質(zhì)量提升，支持農業(yè)碳達峰、碳中和目標實(shí)現，促進(jìn)可持續農業(yè)發(fā)展。保障國家糧食安全的壓力始終存在，而微生物產(chǎn)業(yè)將在解決糧食可靠供給方面發(fā)揮積極作用。
近年來(lái)，我國農業(yè)微生物市場(chǎng)發(fā)展勢頭迅猛，而市場(chǎng)空間依然較大，如微生物肥料僅占肥料總用量的10%。微生物及其相關(guān)技術(shù)開(kāi)始向農業(yè)生產(chǎn)的諸多方面滲透，以微生物農藥、菌肥、堆肥、微生物飼料等為代表的產(chǎn)品，其技術(shù)研究和生產(chǎn)應用取得一定進(jìn)展。也要注意到，相比微生物技術(shù)在醫學(xué)上的應用，農業(yè)微生物發(fā)展整體上仍處于初級階段。國家層面重視微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局，開(kāi)始研究制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策多個(gè)國家制定了戰略規劃來(lái)推動(dòng)本國微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國將微生物組列入國家計劃，將之作為農業(yè)領(lǐng)域亟待突破的研究方向。在北美、歐洲等地區，有機農業(yè)、可持續農業(yè)理念更加深入，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農作物、土地生產(chǎn)力、土壤健康等需求推動(dòng)了微生物產(chǎn)品市場(chǎng)份額的增長(cháng)。我國尚未專(zhuān)門(mén)針對農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)布政策文件，一般以農業(yè)產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)、微生物性質(zhì)的政策作為依據。農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)作為種業(yè)、生物技術(shù)的重要環(huán)節，已經(jīng)納入國家層面的發(fā)展規劃，如″十四五″規劃綱要中加強種質(zhì)資源保護利用和種子庫建設、培育具有國際競爭力的種業(yè)龍頭企業(yè)、深入實(shí)施農藥化肥減量行動(dòng)、推進(jìn)秸稈綜合利用和畜禽糞污資源化利用等內容；基因與生物技術(shù)列入七大科技前沿攻關(guān)領(lǐng)域，將生物技術(shù)作為九大戰略性新興產(chǎn)業(yè)之一。管理部門(mén)以更為細化的形式明確了農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)和方向。微生物種質(zhì)資源開(kāi)始發(fā)揮農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的″芯片″作用農業(yè)微生物種質(zhì)資源指能夠純培養、具有一定研究與應用價(jià)值的細菌和真菌等，是整個(gè)微生物行業(yè)的核心，微生物學(xué)和生物技術(shù)研究、微生物產(chǎn)業(yè)持續發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。性能優(yōu)異的微生物菌種資源已成為農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的核心關(guān)鍵，一個(gè)菌種支撐一個(gè)細分產(chǎn)業(yè)的現象趨于普遍。例如，阿維菌素曾是農用殺蟲(chóng)劑的重點(diǎn)產(chǎn)品，科研人員基于阿維鏈霉菌高產(chǎn)菌株的阿維菌素生物合成適配性體系，設計了高效生產(chǎn)高效阿維菌素的元件與模塊，將阿維菌素產(chǎn)量提高了1000倍，市場(chǎng)價(jià)格下降至原來(lái)的1/50以下；阿維菌素的生產(chǎn)技術(shù)革新引領(lǐng)了農用抗生素產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，也為其他天然產(chǎn)物生物制品的改良提供了啟示和借鑒。以原位培養、微流控培養、細胞分選、單細胞測序等為代表的新型培養技術(shù)逐步成熟，發(fā)展了多種″非定向″″定向″相結合的″未 / 難培養微生物″分離技術(shù)與方法，為發(fā)掘新的農業(yè)微生物資源創(chuàng )造了技術(shù)條件，也為獲取優(yōu)良菌種提供了基礎。在后基因組時(shí)代，未培養微生物的分離培養將以基因組功能預測為基礎，重點(diǎn)開(kāi)展原位功能活性測試，從生理特點(diǎn)、代謝途徑、營(yíng)養需求等方面探析微生物可培養機理，從而獲取性狀優(yōu)良的可培養農業(yè)微生物菌種資源。從自然界中分離獲得的野生菌種，通常不滿(mǎn)足規?；a(chǎn)要求，需要進(jìn)行選育以獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的菌種。以合成生物學(xué)、高通量自動(dòng)化篩選為核心的現代生物技術(shù)，為菌種改良提供了新手段，篩選效率較傳統誘變方式高出千倍以上。生物信息大數據、基因編輯等技術(shù)，成為利用合成生物學(xué)技術(shù)對微生物進(jìn)行更為精準的人工調控以實(shí)現更高效的定向進(jìn)化，進(jìn)而開(kāi)展農業(yè)微生物菌種選育及改造的技術(shù)基礎，相關(guān)研究正在引領(lǐng)微生物產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新發(fā)展。農作物微生物組技術(shù)可揭示作物微生物組的功能，闡明與農業(yè)有關(guān)微生物的特性、生命活動(dòng)規律、作用過(guò)程調控機制，正處于從基礎研究成果向田間應用轉化的階段，將為農業(yè)生產(chǎn)共性關(guān)鍵問(wèn)題提供新的解決方案。基礎研究和前沿技術(shù)進(jìn)展助推農業(yè)微生物的技術(shù)革命伴隨著(zhù)現代生物科學(xué)的發(fā)展，農業(yè)微生物研究進(jìn)步迅速。多組學(xué)聯(lián)用研究的深入，新一代測序、基因編輯、微生物組、新興培養、合成生物、生物信息、人工智能、大數據等技術(shù)的突破，驅動(dòng)微生物從傳統單一功能菌株到合成功能菌株、從自然篩選菌株到人工設計菌株的重要轉變，代表著(zhù)農業(yè)微生物的新一輪技術(shù)革命。單細胞成像、分析檢測、高通量篩選等方向取得了積極進(jìn)展，顯著(zhù)提升了微生物資源的分離篩選、細胞工廠(chǎng)構建篩選等能力。微生物新技術(shù)的不斷涌現，支持農業(yè)微生物開(kāi)發(fā)成為戰略性新興產(chǎn)業(yè)，相應市場(chǎng)將主要由新技術(shù)、創(chuàng )新優(yōu)良種質(zhì)等推動(dòng)。微生物資源鑒定精準化、功能評價(jià)系統化成為發(fā)展潮流對微生物資源進(jìn)行規?；?、精準化鑒定評價(jià)，發(fā)掘滿(mǎn)足現代農業(yè)發(fā)展需求的新型資源和基因，已經(jīng)成為微生物利用領(lǐng)域的重要內容。在持續開(kāi)展微生物資源的收集、保藏、應用開(kāi)發(fā)等工作的同時(shí)，世界主要保藏中心正在由單一資源保藏機構轉向包含評價(jià)、專(zhuān)業(yè)應用開(kāi)發(fā)在內的綜合性資源中心，注重將資源保藏與研發(fā)相結合，使高附加值化微生物資源得以充分利用。此外，隨著(zhù)微生物組研究的深入，針對微生物遺傳資源、代謝物的合成生物學(xué)研究，生物制造先進(jìn)技術(shù)和顛覆性技術(shù)開(kāi)發(fā)是未來(lái)農業(yè)微生物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我國雖是微生物種質(zhì)資源大國，但未進(jìn)入種質(zhì)資源強國行列，菌種資源的精準鑒評能力亟待提升。微生物多樣性高、代謝途徑多樣，然而大量具有優(yōu)良性狀的微生物資源″深藏庫中無(wú)人識″：通過(guò)表型與基因型精準鑒定、用于育種創(chuàng )新的微生物種質(zhì)資源比例不足10%，多數資源尚未進(jìn)行有效的開(kāi)發(fā)利用，資源優(yōu)勢未能轉化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。精準鑒評微生物遺傳資源，發(fā)掘適應現代農業(yè)發(fā)展所需的新資源和功能基因，是農業(yè)微生物利用的重要方向?；谵r業(yè)微生物的資源、基因、蛋白、代謝物等的合成生物學(xué)研究與應用正在積極開(kāi)展之中。多學(xué)科技術(shù)交叉與融合助力農業(yè)微生物智能制造和精準應用大數據技術(shù)推動(dòng)了農業(yè)微生物研究與應用朝著(zhù)數據化模式發(fā)展，為農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)邁向現代化提供了新的支撐。物理、材料、計算機科學(xué)等學(xué)科與生命科學(xué)的交叉與融合，推動(dòng)了生物成像、基因編輯、微生物組學(xué)等技術(shù)革新。測序技術(shù)的通量、準確度顯著(zhù)提高，基因編輯、合成生物學(xué)、現代生物信息學(xué)等促進(jìn)了農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的深刻變革。利用智能傳感器、智能控制裝備、深度學(xué)習等技術(shù)，構建發(fā)酵工藝的智能在線(xiàn)監測能力、微生物制造智能化技術(shù)與工藝體系，據此實(shí)現農業(yè)微生物產(chǎn)品的智能制造，逐步成為農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流。農業(yè)智能裝備、大數據、人工智能、機器學(xué)習、區塊鏈等技術(shù)，提供了異構數據的收集、分析、存儲、共享、集成能力（及相應的高級分析方法），可實(shí)時(shí)監測日照、溫 / 濕度、土壤養分、作物 / 養殖動(dòng)物生長(cháng)，水分、病原體、微生物在跨越土壤、動(dòng)植物、環(huán)境時(shí)的循環(huán)運動(dòng)過(guò)程以及病蟲(chóng)害情況。利用數據科學(xué)、信息技術(shù)實(shí)現農業(yè)微生物產(chǎn)品的精準應用，在動(dòng)態(tài)變化條件下自動(dòng)整合數據并進(jìn)行實(shí)時(shí)建模，促進(jìn)形成數據驅動(dòng)的智慧管控及精準應用，成為重要的發(fā)展趨勢之一。農業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)成為資本市場(chǎng)的熱點(diǎn)農業(yè)微生物的研究和應用成為加快農業(yè)創(chuàng )新發(fā)展、提升農業(yè)科技競爭力的主導力量，國際農業(yè)強國已將微生物組列入農業(yè)領(lǐng)域五大亟待突破的方向。隨著(zhù)微生物技術(shù)的發(fā)展：農業(yè)微生物催生新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為農業(yè)領(lǐng)域碳達峰、碳中和的核心途徑。受良好前景的吸引，社會(huì )資本積極涌入農業(yè)微生物領(lǐng)域，微生物科技公司成為新興的投資對象。美國Indigo Ag公司率先創(chuàng )建了農業(yè)微生物基因組信息數據庫，獲取了有利于植物營(yíng)養和健康的微生物且增產(chǎn)提質(zhì)效果明顯，累計融資達到6.09億美元。在我國，南寧漢和生物科技股份有限公司、甘肅中成德潤生物科技有限公司、慕恩（北京）生物科技有限公司、成都新朝陽(yáng)作物科學(xué)股份有限公司、北京藍晶微生物科技有限公司等成功獲得了融資，積極拓展微生物肥料、微生物菌劑、微生物農藥、養殖替抗、農業(yè)面源污染治理、退化耕地質(zhì)量提升等方面的業(yè)務(wù)。例如，慕恩（北京）生物科技有限公司選擇農業(yè)作為微生物組產(chǎn)業(yè)化的應用方向，在多輪融資的支持下快速推動(dòng)了植物微生物組產(chǎn)品線(xiàn)的產(chǎn)業(yè)化。各國高度重視農業(yè)微生物，生物安全問(wèn)題更為突出，相應的監管法規進(jìn)一步規范。農業(yè)微生物菌種的精準鑒定、生物安全等級要求更為嚴格，環(huán)境安全評價(jià)已納入菌劑產(chǎn)品的質(zhì)量監督和管理程序。例如，不在農業(yè)微生物領(lǐng)域中使用溶血型枯草芽胞桿菌已成為共識，從而將該菌的限制使用從醫藥行業(yè)拓展至農業(yè)領(lǐng)域。轉基因微生物的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化正在快速發(fā)展，突出問(wèn)題便是對其進(jìn)行有效的安全評價(jià)和法律監管；基因工程菌不能直接進(jìn)行環(huán)境釋放也成為多國的應用慣例?！吨腥A人民共和國生物安全法》已經(jīng)頒布和實(shí)施，″保護生物資源″″生物資源安全″成為法定事項，標志著(zhù)生物安全進(jìn)入依法治理的新階段。
鄭州一強重工機械有限公司主要以各種粉碎機，造粒機，攪拌機，翻拋機等為主要產(chǎn)品的有機肥料設備生產(chǎn)廠(chǎng)家。從產(chǎn)品工藝的設計到生產(chǎn)及安裝都是采用完善的服務(wù)體系，目前產(chǎn)品已遠銷(xiāo)非律賓，馬來(lái)西亞，墨兩哥，日本，吉爾吉斯斯坦，澳大利亞，老撾等國家。通過(guò)全體一強人員的拼搏努力，現已形成一強眾多的產(chǎn)品系列，近年來(lái)又研發(fā)出一套無(wú)烘干擠壓成型設備，為不同需求不同物料的客戶(hù)解決了工業(yè)生產(chǎn)的疑難問(wèn)題。一強重工本看敬業(yè)創(chuàng )新，誠實(shí)守信，品質(zhì)為本，精益求精的服務(wù)口號，可為用戶(hù)提供項目策劃、工藝流程設計、標準及非標準設備的設計、制造、 安裝服務(wù)。以市場(chǎng)需求為導向，用真心換取客戶(hù)的感動(dòng)。公司堅特"誠信為本、強化管理、嚴抓質(zhì)量、不斷創(chuàng )新“宗旨，以嚴謹，求實(shí)敬業(yè)的精神為客戶(hù)精心打造高質(zhì)量的項目工程建設。以誠信為基礎，以品質(zhì)感天下。一強重工始終堅持與您和諧共發(fā)展！
版權申明：本站有部分文章或圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò )，如有侵權，請聯(lián)系我們，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝
