微生物在人口健康、環境生態、食品藥品、醫療衛生、工業農業以及海洋資源等領域的重要作用和意義日益凸顯，不僅能夠保障糧食安全，發揮“開源節流”的重要作用，同時也可將農作物秸稈、禽畜糞便等“點廢成金”。作為我國知名食品微生物專家，全國人大代表、中國工程院院士、廣東省微生物研究所所長、環凱公司學術帶頭人吳清平建議，發展微生物新興產業，強化微生物系統性重大創新研究。他呼吁，要制定相應的微生物系統創新發展專項規劃，大力推動微生物研究的原始創新、技術創新，在優勢研究領域力爭達到國際領先水平，實現從“跟隨”到“領跑”的跨越，推動微生物領域系統創新。
“微生物技術正滲透到醫藥、農業、能源、精細化工、環境保護等幾乎所有的工農業領域，形成一條蔚為壯觀的‘微’產業鏈，并將在未來引起一場經濟領域的革命。”吳清平對該產業未來充滿憧憬。
意義——“開源節流”保食安 “點廢成金”促循環
第一，微生物與人類健康息息相關，在環境保護、污染治理、食品安全、農產品安全等多個方面起到重要作用。
“開源節流，是微生物在保障我國糧食安全中發揮的重要作用。”吳清平告訴記者，微生物技術在解決人類的糧食安全等問題中發揮著不可替代的作用，主要表現為“開源”和“節流”。
吳清平說，“開源”體現在微生物本身是食物的重要來源，如食用菌以其豐富的蛋白質、氨基酸及維生素含量被列為重要營養食品，在我國年產量達3400多萬噸，年產值超過2000億元，被譽為“耕地之外的重要糧倉”。“節流”體現在農業微生物在秸稈等農業有機廢棄物向食用菌、有機肥等資源轉化的過程中發揮了關鍵作用，實現增值的同時減少了耕地占用。
“另外，我國每年由于真菌毒素污染造成的糧食經濟損失超過850億元，而微生物在真菌毒素防控和脫毒，保護糧食安全方面應用潛力巨大。”吳清平表示，發掘和構建降解毒素和防治產毒素真菌的微生物菌種，研發真菌毒素防控關鍵技術，是確保我國糧食安全和食品安全的重要手段。
第二，微生物是廢棄物資源化利用、循環農業發展最終驅動者。“通過微生物能夠將農作物秸稈、禽畜糞便等‘點廢成金’。”吳清平介紹說，農作物秸稈通過微生物發酵工程變為飼料，可以獲得相當于400億千克的飼料糧，這相當于目前全國每年飼料用糧的1/2。利用秸稈類的農業有機廢棄物——稻草、稻谷殼、玉米芯、鋸木屑、甘蔗渣等制配成栽培食用菌的培養基，食用菌采收后廢料能用于生產畜禽優質飼料，可獲得食用菌生產和飼料生產的雙豐收，食用菌產業的發展可以引導傳統農業從資源消耗型生產向資源循環利用型生產方式轉化，為推進循環農業的發展發揮重要作用。
吳清平認為，大力發展基于微生物發酵的有機廢棄物生物質能源和資源化利用技術，使有機廢棄物轉化為飼料、有機肥、沼氣、生物乙醇等，減少農業生產過程中污染物排放，實現廢棄物資源化利用和增值，對于改善生態環境意義重大，可為建設“美麗中國”提供有力支撐。
第三，發展微生物產業是支撐供給側結構性改革、建設“健康中國”的重要保障。“微生物產業的強大生命力，恰好在于它能滿足愈來愈大的社會需求。微生物在新興產業中已經捷足先登，特別是應用于工農業生產中，為人類創造了巨大財富。”吳清平介紹說，發展微生物產業，是滿足人們對食物安全、品質改善和生態環境等需求的重要手段。化肥、農藥、抗生素的過度使用以及大量農業有機廢棄物污染，造成了農產品品質下降、食物安全問題凸顯、生態環境惡化等系列問題，傳統的農業生產方式面臨著產業調整和轉型升級的巨大壓力。基于現代生物技術的微生物新產品、新技術在替代化肥、農藥、抗生素的使用以及實現農業有機廢棄物資源化，保障食物安全、增加市場供給、改善生態環境等方面發揮著不可替代的關鍵作用，市場需求和發展前景巨大。
第四，發展微生物產業是實現國家精準扶貧重要手段，為鄉村振興戰略提供重要支撐。吳清平表示，微生物中的食用菌栽培具有附加值高、投資小、生產原料充足、周期短、技術成熟、易掌握培育技能、生產條件要求低等優點，已經成為國家精準扶貧政策中脫貧致富的重要選擇。“全國592個貧困縣產業扶貧情況調研發現，有420個縣開展了食用菌栽培。”此外，我國食用菌出口量每年有130多萬噸，食用菌產品、栽培技術以及生產設備等輸出受到了東南亞等國的廣泛關注，是“一帶一路”倡議的重要體現，彰顯了我國農業的國際競爭力。通過加強農業微生物新技術、新產品的研發，持續提高農業生產效率能夠為我國的精準扶貧和鄉村振興戰略提供重要支撐。
短板——基礎研究計劃布局和系統創新研究頂層設計雙重缺失
吳清平深深感到加快微生物產業發展的緊迫性。他告訴記者，隨著生命科學和生物技術的不斷發展，微生物研究已成為世界各國科學家及政府關注的焦點和爭相發展的戰略性科技領域，發達國家紛紛制定戰略措施，推動微生物系統創新性工作，比如，美國、歐盟、日本等發達國家和地區相繼發布了支持微生物研究的國家計劃。而且鑒于微生物產業在糧食安全、環境保護、經濟發展等方面的重要性，微生物產業已成為這些國家國民經濟的支柱，具有舉足輕重的地位。
要加快微生物產業發展，就要先找到產業發展痛點。“現階段對我國糧食安全、生物能源、人類健康、農林、環保產業發展所需的微生物資源、微生物基因和微生物技術，幾乎沒有開展系統創新研究。”吳清平對此表示擔憂。
吳清平坦言，與歐美發達國家的生物資源研究和開發戰略形成鮮明反差的是：我國的微生物系統創新研究的基礎薄弱，大多屬跟蹤型、分散性研究，缺乏產業導向的基礎研究計劃布局和系統創新研究的頂層設計。他認為，對微生物相關領域系統性創新研究，必將為促進我國經濟社會發展、改善人民生活質量、實施健康中國戰略和鄉村振興戰略作出重要貢獻。
進展——我國微生物研究已積累豐富戰略種質資源
談到我國微生物研究的進展，吳清平表示，通過多年努力，我國在微生物基礎研究方面，已積累了豐富的戰略種質資源。
吳清平告訴記者，我國具有豐富的戰略種質資源，為微生物系統創新研究和微生物產業發展提供了堅實的物質基礎。近10年來，我國微生物菌種資源的收集保藏數量大幅增加。特別是通過“十二五”國家微生物菌種資源平臺的專項建設，我國微生物菌種資源得到了較好的整理整合。
“目前，我國菌種保藏中心共33個，其中廣東省微生物菌種保藏中心建有規模最大、高質量的野生食藥用菌種質資源庫、食源性致病菌菌種資源庫和戰略微生物菌種資源庫。”吳清平介紹說，該資源庫保藏菌種47000多株，包括13個具有自主知識產權的功能微生物專業菌種庫、國內保藏量最大的野生食用菌種質資源庫(保藏種質近10000株)、我國最大和國際上具有重要影響的食源性致病微生物菌種資源庫(保藏種質20000株以上)，此外中國海洋微生物菌種保藏中心保藏了2萬株海洋微生物資源。他表示，這些資源庫的建設，為微生物種業的深入持續發展提供了良好菌種基礎。
同時，顛覆性生物技術為我國微生物系統創新研究提供了發展機遇。近年來，以微生物組學、新一代基因編輯、代謝工程和合成生物學等為代表的新興生物技術的出現，使微生物系統性研究不斷取得革命性進展。一方面，新一代基因編輯技術成功應用于傳統微生物育種;另一方面，以微生物組學和合成功能菌群為核心的技術正在引領微生物的創新發展。
協調發展、兼容并濟的科研平臺體系則為微生物創新研究和產業發展提供了保障。吳清平表示，微生物領域已經集聚了國家和部門重點實驗室、國家工程(技術)研究中心、國家專利菌種保藏中心、國家工程中心等高端平臺，重點在基礎理論研究和前沿技術開發、中試、成果轉化和產業化以及產業關鍵核心技術工程化研究與驗證等方面發揮支撐作用。
建議——加強頂層設計和重要戰略微生物資源的發掘與保護
為實現我國微生物產業持續“發酵”，吳清平提出如下建議：
一是加強戰略頂層設計，強化微生物系統創新研究。美國已將2016年開展的國家微生物組計劃”上升到國家戰略層面。“微生物基礎性技術的研究知識密集度高，涵蓋面大，涉及面寬，需要把微生物系統創新提高到國家戰略高度。”要在國家層面，從戰略高度總體設計，統籌研究制定具有重大引領作用的微生物系統創新和發展戰略性新興產業的國家重大科技創新工程計劃，使學科迅速發展，產業技術水平得到整體性提升。吳清平表示，除制定相應的微生物系統創新發展專項規劃和實施重大科技創新工程計劃，大力推動微生物研究的原始創新、技術創新外，還要制訂優惠政策措施，多渠道、多途徑增加微生物系統研究資金投入，建立鼓勵大中型企業、外資和個人對微生物領域科研和基礎設施的投入機制。
二是加強微生物資源的保護、開發和利用。吳清平表示，微生物菌種資源與動植物一樣，是國家重要的戰略性生物資源，這是微生物產業的基礎和前提。應該強化政府主導作用，加大資金投入力度，建立起高水平的國家級微生物資源庫與共享體系。“我國雖然已經建立起微生物菌種保存體系，但是其規模、機制、功能尚不能適應當今科學研發的需求。因此，需要裝備、重建高水平的國家微生物菌種資源保存與管理體系以及信息共享系統。”“盡快建立食品微生物安全大科學數據庫，對于保障食品安全至關重要。”吳清平曾多次在不同場合呼吁。
三是突出發展重點，聚焦微生物產業發展。強化微生物在解決人類健康、環境保護、能源等重大問題方面的作用，讓微生物產生的巨大潛在效益滲透到工業、農業等領域并持續“發酵”，進而在國計民生中發揮重大作用。吳清平表示，利用微生物組學技術、基因編輯技術等現代生物技術，加強微生物生物信息研究和微生物核心功效成分研發，挖掘新基因資源，優化發酵和提取工藝，提升產品附加值，提煉高價值的功效成分，可以創制出高附加值的精準服務于人類健康的生物醫藥、檢測診斷芯片和功能食品等新產品。
文章轉載自：中國食品報
