微生物种质资源开始发挥农业微生物产业的″芯片″作用

发布日期：2024-04-01 作者：点击：

　　农业微生物种质资源指能够纯培养、具有一定研究与应用价值的细菌和真菌等，是整个微生物行业的核心，微生物学和生物技术研究、微生物产业持续发展的重要物质基础。性能优异的微生物菌种资源已成为农业微生物产业的核心关键，一个菌种支撑一个细分产业的现象趋于普遍。例如，阿维菌素曾是农用杀虫剂的重点产品，科研人员基于阿维链霉菌高产菌株的阿维菌素生物合成适配性体系，设计了高效生产高效阿维菌素的元件与模块，将阿维菌素产量提高了1000倍，市场价格下降至原来的1/50以下；阿维菌素的生产技术革新引领了农用抗生素产业的快速发展，也为其他天然产物生物制品的改良提供了启示和借鉴。

　　以原位培养、微流控培养、细胞分选、单细胞测序等为代表的新型培养技术逐步成熟，发展了多种″非定向″″定向″相结合的″未 / 难培养微生物″分离技术与方法，为发掘新的农业微生物资源创造了技术条件，也为获取优良菌种提供了基础。在后基因组时代，未培养微生物的分离培养将以基因组功能预测为基础，重点开展原位功能活性测试，从生理特点、代谢途径、营养需求等方面探析微生物可培养机理，从而获取性状优良的可培养农业微生物菌种资源。

　　从自然界中分离获得的野生菌种，通常不满足规模化生产要求，需要进行选育以获得优质高产的菌种。以合成生物学、高通量自动化筛选为核心的现代生物技术，为菌种改良提供了新手段，筛选效率较传统诱变方式高出千倍以上。生物信息大数据、基因编辑等技术，成为利用合成生物学技术对微生物进行更为精准的人工调控以实现更高效的定向进化，进而开展农业微生物菌种选育及改造的技术基础，相关研究正在引领微生物产业的创新发展。农作物微生物组技术可揭示作物微生物组的功能，阐明与农业有关微生物的特性、生命活动规律、作用过程调控机制，正处于从基础研究成果向田间应用转化的阶段，将为农业生产共性关键问题提供新的解决方案。