微生物在人口健康、環(huán)境生態(tài)、食品藥品、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)農(nóng)業(yè)以及海洋資源等領(lǐng)域的重要作用和意義日益凸顯，不僅能夠保障糧食安全，發(fā)揮“開源節(jié)流”的重要作用，同時也可將農(nóng)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(huán)凱公司學(xué)術(shù)帶頭人吳清平建議，發(fā)展微生物新興產(chǎn)業(yè)，強化微生物系統(tǒng)性重大創(chuàng)新研究。他呼吁，要制定相應(yīng)的微生物系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展專項規(guī)劃，大力推動微生物研究的原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，在優(yōu)勢研究領(lǐng)域力爭達(dá)到國際領(lǐng)先水平，實現(xiàn)從“跟隨”到“領(lǐng)跑”的跨越，推動微生物領(lǐng)域系統(tǒng)創(chuàng)新。

  “微生物技術(shù)正滲透到醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、精細(xì)化工、環(huán)境保護(hù)等幾乎所有的工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，形成一條蔚為壯觀的‘微’產(chǎn)業(yè)鏈，并將在未來引起一場經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的革命。”吳清平對該產(chǎn)業(yè)未來充滿憧憬。

  意義——“開源節(jié)流”保食安 “點廢成金”促循環(huán)

    第一，微生物與人類健康息息相關(guān)，在環(huán)境保護(hù)、污染治理、食品安全、農(nóng)產(chǎn)品安全等多個方面起到重要作用。

  “開源節(jié)流，是微生物在保障我國糧食安全中發(fā)揮的重要作用?！眳乔迤礁嬖V記者，微生物技術(shù)在解決人類的糧食安全等問題中發(fā)揮著不可替代的作用，主要表現(xiàn)為“開源”和“節(jié)流”。

  吳清平說，“開源”體現(xiàn)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(zhì)、氨基酸及維生素含量被列為重要營養(yǎng)食品，在我國年產(chǎn)量達(dá)3400多萬噸，年產(chǎn)值超過2000億元，被譽為“耕地之外的重要糧倉”?！肮?jié)流”體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)微生物在秸稈等農(nóng)業(yè)有機廢棄物向食用菌、有機肥等資源轉(zhuǎn)化的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，實現(xiàn)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(jīng)濟(jì)損失超過850億元，而微生物在真菌毒素防控和脫毒，保護(hù)糧食安全方面應(yīng)用潛力巨大?！眳乔迤奖硎?，發(fā)掘和構(gòu)建降解毒素和防治產(chǎn)毒素真菌的微生物菌種，研發(fā)真菌毒素防控關(guān)鍵技術(shù)，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(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展最終驅(qū)動者。“通過微生物能夠?qū)⑥r(nóng)作物秸稈、禽畜糞便等‘點廢成金’?！眳乔迤浇榻B說，農(nóng)作物秸稈通過微生物發(fā)酵工程變?yōu)轱暳?，可以獲得相當(dāng)于400億千克的飼料糧，這相當(dāng)于目前全國每年飼料用糧的1/2。利用秸稈類的農(nóng)業(yè)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(yǎng)基，食用菌采收后廢料能用于生產(chǎn)畜禽優(yōu)質(zhì)飼料，可獲得食用菌生產(chǎn)和飼料生產(chǎn)的雙豐收，食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以引導(dǎo)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)從資源消耗型生產(chǎn)向資源循環(huán)利用型生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化，為推進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

  吳清平認(rèn)為，大力發(fā)展基于微生物發(fā)酵的有機廢棄物生物質(zhì)能源和資源化利用技術(shù)，使有機廢棄物轉(zhuǎn)化為飼料、有機肥、沼氣、生物乙醇等，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中污染物排放，實現(xiàn)廢棄物資源化利用和增值，對于改善生態(tài)環(huán)境意義重大，可為建設(shè)“美麗中國”提供有力支撐。

  第三，發(fā)展微生物產(chǎn)業(yè)是支撐供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、建設(shè)“健康中國”的重要保障?！拔⑸锂a(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)中已經(jīng)捷足先登，特別是應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為人類創(chuàng)造了巨大財富。”吳清平介紹說，發(fā)展微生物產(chǎn)業(yè)，是滿足人們對食物安全、品質(zhì)改善和生態(tài)環(huán)境等需求的重要手段?；?、農(nóng)藥、抗生素的過度使用以及大量農(nóng)業(yè)有機廢棄物污染，造成了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、食物安全問題凸顯、生態(tài)環(huán)境惡化等系列問題，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式面臨著產(chǎn)業(yè)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的巨大壓力?；诂F(xiàn)代生物技術(shù)的微生物新產(chǎn)品、新技術(shù)在替代化肥、農(nóng)藥、抗生素的使用以及實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機廢棄物資源化，保障食物安全、增加市場供給、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵作用，市場需求和發(fā)展前景巨大。

  第四，發(fā)展微生物產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)國家精準(zhǔn)扶貧重要手段，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)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(chǎn)原料充足、周期短、技術(shù)成熟、易掌握培育技能、生產(chǎn)條件要求低等優(yōu)點，已經(jīng)成為國家精準(zhǔn)扶貧政策中脫貧致富的重要選擇?！叭珖?92個貧困縣產(chǎn)業(yè)扶貧情況調(diào)研發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)品、栽培技術(shù)以及生產(chǎn)設(shè)備等輸出受到了東南亞等國的廣泛關(guān)注，是“一帶一路”倡議的重要體現(xiàn)，彰顯了我國農(nóng)業(yè)的國際競爭力。通過加強農(nóng)業(yè)微生物新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)，持續(xù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率能夠為我國的精準(zhǔn)扶貧和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略提供重要支撐。

  短板——基礎(chǔ)研究計劃布局和系統(tǒng)創(chuàng)新研究頂層設(shè)計雙重缺失

  吳清平深深感到加快微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的緊迫性。他告訴記者，隨著生命科學(xué)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展，微生物研究已成為世界各國科學(xué)家及政府關(guān)注的焦點和爭相發(fā)展的戰(zhàn)略性科技領(lǐng)域，發(fā)達(dá)國家紛紛制定戰(zhàn)略措施，推動微生物系統(tǒng)創(chuàng)新性工作，比如，美國、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)相繼發(fā)布了支持微生物研究的國家計劃。而且鑒于微生物產(chǎn)業(yè)在糧食安全、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的重要性，微生物產(chǎn)業(yè)已成為這些國家國民經(jīng)濟(jì)的支柱，具有舉足輕重的地位。

  要加快微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展，就要先找到產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點?！艾F(xiàn)階段對我國糧食安全、生物能源、人類健康、農(nóng)林、環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的微生物資源、微生物基因和微生物技術(shù)，幾乎沒有開展系統(tǒng)創(chuàng)新研究。”吳清平對此表示擔(dān)憂。

  吳清平坦言，與歐美發(fā)達(dá)國家的生物資源研究和開發(fā)戰(zhàn)略形成鮮明反差的是：我國的微生物系統(tǒng)創(chuàng)新研究的基礎(chǔ)薄弱，大多屬跟蹤型、分散性研究，缺乏產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究計劃布局和系統(tǒng)創(chuàng)新研究的頂層設(shè)計。他認(rèn)為，對微生物相關(guān)領(lǐng)域系統(tǒng)性創(chuàng)新研究，必將為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、改善人民生活質(zhì)量、實施健康中國戰(zhàn)略和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略作出重要貢獻(xiàn)。

  進(jìn)展——我國微生物研究已積累豐富戰(zhàn)略種質(zhì)資源

  談到我國微生物研究的進(jìn)展，吳清平表示，通過多年努力，我國在微生物基礎(chǔ)研究方面，已積累了豐富的戰(zhàn)略種質(zhì)資源。

  吳清平告訴記者，我國具有豐富的戰(zhàn)略種質(zhì)資源，為微生物系統(tǒng)創(chuàng)新研究和微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。近10年來，我國微生物菌種資源的收集保藏數(shù)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(shè)，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(guī)模最大、高質(zhì)量的野生食藥用菌種質(zhì)資源庫、食源性致病菌菌種資源庫和戰(zhàn)略微生物菌種資源庫?！眳乔迤浇榻B說，該資源庫保藏菌種47000多株，包括13個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能微生物專業(yè)菌種庫、國內(nèi)保藏量最大的野生食用菌種質(zhì)資源庫(保藏種質(zhì)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(zhì)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(shè)，為微生物種業(yè)的深入持續(xù)發(fā)展提供了良好菌種基礎(chǔ)。

  同時，顛覆性生物技術(shù)為我國微生物系統(tǒng)創(chuàng)新研究提供了發(fā)展機遇。近年來，以微生物組學(xué)、新一代基因編輯、代謝工程和合成生物學(xué)等為代表的新興生物技術(shù)的出現(xiàn)，使微生物系統(tǒng)性研究不斷取得革命性進(jìn)展。一方面，新一代基因編輯技術(shù)成功應(yīng)用于傳統(tǒng)微生物育種;另一方面，以微生物組學(xué)和合成功能菌群為核心的技術(shù)正在引領(lǐng)微生物的創(chuàng)新發(fā)展。

  協(xié)調(diào)發(fā)展、兼容并濟(jì)的科研平臺體系則為微生物創(chuàng)新研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了保障。吳清平表示，微生物領(lǐng)域已經(jīng)集聚了國家和部門重點實驗室、國家工程(技術(shù))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(chǔ)理論研究和前沿技術(shù)開發(fā)、中試、成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化以及產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)工程化研究與驗證等方面發(fā)揮支撐作用。

  建議——加強頂層設(shè)計和重要戰(zhàn)略微生物資源的發(fā)掘與保護(hù)

  為實現(xiàn)我國微生物產(chǎn)業(yè)持續(xù)“發(fā)酵”，吳清平提出如下建議：

  一是加強戰(zhàn)略頂層設(shè)計，強化微生物系統(tǒng)創(chuàng)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(zhàn)略層面?！拔⑸锘A(chǔ)性技術(shù)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(tǒng)創(chuàng)新提高到國家戰(zhàn)略高度。”要在國家層面，從戰(zhàn)略高度總體設(shè)計，統(tǒng)籌研究制定具有重大引領(lǐng)作用的微生物系統(tǒng)創(chuàng)新和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的國家重大科技創(chuàng)新工程計劃，使學(xué)科迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平得到整體性提升。吳清平表示，除制定相應(yīng)的微生物系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展專項規(guī)劃和實施重大科技創(chuàng)新工程計劃，大力推動微生物研究的原始創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新外，還要制訂優(yōu)惠政策措施，多渠道、多途徑增加微生物系統(tǒng)研究資金投入，建立鼓勵大中型企業(yè)、外資和個人對微生物領(lǐng)域科研和基礎(chǔ)設(shè)施的投入機制。

  二是加強微生物資源的保護(hù)、開發(fā)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(zhàn)略性生物資源，這是微生物產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和前提。應(yīng)該強化政府主導(dǎo)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(jīng)建立起微生物菌種保存體系，但是其規(guī)模、機制、功能尚不能適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)研發(fā)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(tǒng)?！薄氨M快建立食品微生物安全大科學(xué)數(shù)據(jù)庫，對于保障食品安全至關(guān)重要?！眳乔迤皆啻卧诓煌瑘龊虾粲?。

  三是突出發(fā)展重點，聚焦微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。強化微生物在解決人類健康、環(huán)境保護(hù)、能源等重大問題方面的作用，讓微生物產(chǎn)生的巨大潛在效益滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域并持續(xù)“發(fā)酵”，進(jìn)而在國計民生中發(fā)揮重大作用。吳清平表示，利用微生物組學(xué)技術(shù)、基因編輯技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)，加強微生物生物信息研究和微生物核心功效成分研發(fā)，挖掘新基因資源，優(yōu)化發(fā)酵和提取工藝，提升產(chǎn)品附加值，提煉高價值的功效成分，可以創(chuàng)制出高附加值的精準(zhǔn)服務(wù)于人類健康的生物醫(yī)藥、檢測診斷芯片和功能食品等新產(chǎn)品。

文章轉(zhuǎn)載自：中國食品報