1. 農業(yè)微生物資源擁有量不足，菌種和數據庫的對外依賴度高
我國農業(yè)微生物資源專業(yè)菌種庫可公開獲取的庫藏資源總量約為1.75×10?株，而世界最大的農業(yè)微生物資源庫保有可公開獲取的細菌和真菌資源總量約為9.8×10?株，說明我國農業(yè)微生物總保有數量方面不占優(yōu)勢。發(fā)達國家利用規(guī)則制定、科技研發(fā)方面的先發(fā)優(yōu)勢，在微生物菌株資源方面占有主導權。我國是最大的微生物菌種資源進口國，在基礎研究和生產應用領域都對進口菌株資源、生物信息大數據形成依賴，如我國近10年發(fā)表的細菌新物種約為2700個，而引進的模式菌超過9700株。然而，隨著各國加強包括微生物在內的遺傳資源保護力度并提升生物安全的重視程度，國際保藏機構對微生物菌種的出口更為謹慎；特別是自新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情暴發(fā)以來，用于科學研究的常規(guī)菌種，其引進工作已顯困難。
發(fā)達國家對生物大數據進行了有效管理和利用，如歐洲、美國、日本的三大核酸數據庫掌握并管理了全世界的生物數據。2021年，美國國家生物技術信息中心的核酸數據庫共包括1.063×10?條序列，其中來自于中國的序列數目占比為37.54%。我國是生物數據產出大國，但沒有建成具有國際影響力的生物數據庫。在生物大數據、生物高技術出口管控趨于增強的背景下，我國獲取外部微生物菌種基因資源、生物大數據的能力存在弱化的風險。盡快追趕發(fā)達國家生物大數據技術，構建自主可控的生物大數據并進行有效保護和管理，是我國農業(yè)微生物產業(yè)發(fā)展的迫切問題。
2. 農業(yè)微生物資源保藏量與質量脫節(jié)，大規(guī)模挖掘尚未開展，產業(yè)鏈源頭創(chuàng)新能力不足
根據世界菌種保藏聯合會（WFCC）統(tǒng)計，2021年中國微生物資源總保有量約為4.23×10?株（占世界總量的比例為15%），專利菌種保藏數量約為3.72×10?株（占世界總量的比例為28.8%），絕對數量并不少；而我國的專利菌株發(fā)放率僅為3.3%，遠低于10%~500%的世界先進水平。菌種的共享率體現了他人對某個菌株的需求程度，能一定程度上反映菌株的質量與價值。因此，我國保有的微生物資源質量不高，核心優(yōu)良菌種成為微生物資源開發(fā)與利用的瓶頸環(huán)節(jié)。
還要注意到，我國自然微生物資源極為豐富，但優(yōu)質微生物遺傳資源數量的占比偏低，同國外相比存在一定差距，難以滿足日益增長的新型微生物菌種和遺傳資源需求。例如，我國益生菌的年產值超過500億元（約占世界產值的17%），而優(yōu)良菌種的自主供給率不足10%。
3. 全國性的普查勘探尚未開展，農業(yè)微生物遺傳資源狀況缺乏全面掌握
我國是12個高度生物多樣性國家之一，收集保存的微生物資源較美國、德國等發(fā)達國家在多樣性上存在差距，尚有大量微生物遺傳資源沒有得到應有認識。由于沒有開展有目的、有計劃、系統(tǒng)性的國家級微生物資源普查項目，我國微生物遺傳資源量、分布現狀、資源變化狀況等基礎資料相對匱乏，在空間尺度上存在部分考察空白區(qū)域，制約了相關資源的收集保護和有效利用。我國雖已部署代表性生態(tài)系統(tǒng)微生物資源的調查工作，但科學考察與調查的數據沒有進行及時補充和更新，對生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)生物資源考察的重視程度也顯淡薄。
4. 農業(yè)微生物資源保護體系不完善，種質安全保障能力待提高
根據WFCC統(tǒng)計，目前我國微生物菌種保藏庫共有52家，其中國家?guī)?家，地方庫43家，數量并不少。這些保藏庫分布于17個省份，但各區(qū)域分布不均衡，如北京市的保藏中心高度集中，華南地區(qū)缺少國家?guī)欤?6個省份無保藏中心。我國構建了中國農業(yè)微生物菌種保藏管理中心（國家級保藏機構）牽頭，食用菌、乳酸菌、芽胞桿菌、根瘤菌、蘇云金芽胞桿菌、厭氧菌、菌根菌等專業(yè)型保藏機構相結合的微生物資源收集保藏工作體系。然而，有超過50%的微生物遺傳資源分散存放在科研院所和高校，受限于保藏條件和專業(yè)性參差不齊、保藏質量標準不統(tǒng)一，相應遺傳資源的長期安全保藏難以保障。目前，我國沒有建立成熟的資源集成機制和保護體系，未能將分散的資源進行有效集成和規(guī)范管理；保護體系層次與布局有待完善，資源散失的風險較高。
來源：中國工程院學報
