10多年來，團(tuán)隊以“大數(shù)據(jù)—菌種基因—新靶標(biāo)—控制關(guān)鍵技術(shù)”為主線，構(gòu)建起中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫，有效解決了我國食品微生物安全的重要技術(shù)問題，顯著提升了防控效率，使微生物污染率下降90%以上。該成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。
“在影響食品安全的三大要素中，微生物是最重要的因素，60%以上的食物中毒都是由致命微生物引起的?！敝袊こ淘涸菏?、廣東省科學(xué)院微生物研究所名譽所長吳清平一直潛心微生物學(xué)科研究，他深知微生物危害是食品安全的首要威脅。
面對潛在的安全風(fēng)險，10多年來，他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊深入研究，以“大數(shù)據(jù)—菌種基因—新靶標(biāo)—控制關(guān)鍵技術(shù)”為主線，構(gòu)建起中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫，有效解決了我國食品微生物安全的重要技術(shù)問題，顯著提升了防控效率，使微生物污染率下降90%以上。該成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。
近日，“中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫構(gòu)建及其創(chuàng)新應(yīng)用”項目獲得2021年度廣東省科技進(jìn)步獎特等獎。
建成全球最大的單庫風(fēng)險識別數(shù)據(jù)庫
核心種質(zhì)和系統(tǒng)組學(xué)大數(shù)據(jù)缺乏、高毒力持留基因型（HVPG）危害與傳播規(guī)律不清、高通量靶向HVPG檢測和控制技術(shù)與裝備亟須突破、不同食品行業(yè)的HVPG精準(zhǔn)防控技術(shù)體系尚未建立……食品安全領(lǐng)域中，一系列尚未解決的關(guān)鍵問題，制約了我國食品安全體系建設(shè)。
正是意識到微生物在食品安全領(lǐng)域的重要性，吳清平和團(tuán)隊致力于構(gòu)建中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫，希望通過這一科學(xué)大數(shù)據(jù)庫解決食品衛(wèi)生安全的問題，實現(xiàn)對整個國家食品安全的風(fēng)險識別。
“我們按照東北區(qū)、華北區(qū)、華南區(qū)、中南區(qū)、西南區(qū)和西北區(qū)六大行政區(qū)，進(jìn)行了全國范圍內(nèi)的采樣以及綜合分析。其中華南區(qū)還包括了澳門、香港?！睋?jù)吳清平介紹，在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊構(gòu)建起了6個數(shù)據(jù)庫：風(fēng)險識別數(shù)據(jù)庫、菌種資源數(shù)據(jù)庫、分布數(shù)據(jù)庫、全基因組數(shù)據(jù)庫、條碼指紋數(shù)據(jù)庫、溯源追蹤數(shù)據(jù)庫。
“通過數(shù)據(jù)庫，可以呈現(xiàn)中國食品微生物安全整體風(fēng)險水平，以及發(fā)現(xiàn)主要污染的致病微生物是什么?！彼f，“原來我國是以菌種為識別單位的，這次深入到了基因型的水平進(jìn)行識別，使得我們可以更加清晰地認(rèn)知到我國面臨的主要食品微生物安全風(fēng)險?！?/p>
在構(gòu)建科學(xué)大數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，科研人員可以進(jìn)一步研究食品危害是如何形成的，把危害機(jī)理搞清楚，有助于未來對微生物的控制。“我們建成的單庫風(fēng)險識別數(shù)據(jù)庫是全球最大的，菌種量是最多的，單庫的測序量也是最大的。我們測序了2萬多株實驗性致病微生物，才找到它的基因型。并因此挖掘出了接近200個新的檢測靶標(biāo)，順利實現(xiàn)了對實驗性致病菌檢測全覆蓋?！眳乔迤浇榻B。
科學(xué)大數(shù)據(jù)庫的建立為進(jìn)一步開展微生物研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，團(tuán)隊開始推動從科學(xué)大數(shù)據(jù)庫構(gòu)建到產(chǎn)業(yè)防控應(yīng)用的系統(tǒng)性探索，研發(fā)了食源性致病菌和病毒的高通量快速檢測技術(shù)及檢測芯片，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)檢測全覆蓋。
微生物污染率下降了90%以上
食品工業(yè)是我國第一大制造業(yè)，保障食品安全是食品工業(yè)發(fā)展的根本。吳清平介紹：“我們的系統(tǒng)探明了HVPG的主要型別，明確了我國食品安全防控的關(guān)鍵；闡明了主要HVPG持留和危害形成機(jī)制，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈中精準(zhǔn)溯源。同時，創(chuàng)制了系列靶向HVPG高效控制技術(shù)，提高控制效率1—2倍?！?/p>
科學(xué)大數(shù)據(jù)庫構(gòu)建后，針對不同的食品行業(yè)加工技術(shù)，團(tuán)隊與全國食品行業(yè)龍頭企業(yè)開展深度合作研究，創(chuàng)建了不同行業(yè)的HVPG精準(zhǔn)防控關(guān)鍵技術(shù)和體系，開創(chuàng)了應(yīng)用科學(xué)大數(shù)據(jù)解決關(guān)鍵問題的新模式?！鞍踩刂萍夹g(shù)覆蓋了我國主要的食品產(chǎn)業(yè)鏈，使微生物污染率下降了90%以上，為食品安全保障提供了強(qiáng)有力的支持。”吳清平說。
“企業(yè)分離出任何一個菌種，對照我們的數(shù)據(jù)庫，就可以知道它的危害性、分布情況和處理分離方式等。”吳清平表示，食品企業(yè)可以在生產(chǎn)加工鏈條中設(shè)置關(guān)鍵控制點，并在該點建立數(shù)據(jù)庫。當(dāng)企業(yè)數(shù)據(jù)庫與中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫進(jìn)行鏈接時，在線監(jiān)控系統(tǒng)就能自動識別風(fēng)險水平，為企業(yè)控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供參考。
這樣一個菌種保有量達(dá)12萬株、單庫體量國際最大的食品微生物安全與健康菌種資源庫，真正構(gòu)建起來又談何容易。僅以采樣為例，據(jù)吳清平介紹，從2007年開始組建超過200人的團(tuán)隊以來，團(tuán)隊成員采集的一手微生物樣本接近4.5萬余份，足跡遍布全國；隨后的菌種分離鑒定工作量同樣巨大。“采樣、分離鑒定，這些都是非常基礎(chǔ)的工作，需要有甘坐冷板凳的奉獻(xiàn)精神。正是有了研究者的貢獻(xiàn)和努力，我們才能建成?！眳乔迤秸f。
該研究項目實現(xiàn)了我國多個首次：首次建成我國最大、具代表性和國際影響力的食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫，明確我國大宗食品及產(chǎn)業(yè)鏈中系統(tǒng)風(fēng)險；首次建成具有代表性及組學(xué)信息特征的標(biāo)準(zhǔn)菌種資源庫，打破了發(fā)達(dá)國家對于核心菌種的壟斷。挖掘出特異性分子靶標(biāo)184個，擺脫了對國外檢測靶標(biāo)的依賴，靈敏度提高5—10倍、檢測時間縮短70%以上……
成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)
據(jù)統(tǒng)計，此次獲獎的“中國食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫構(gòu)建及其創(chuàng)新應(yīng)用”項目，其成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。在廣東，近3年10家應(yīng)用該成果的單位新增銷售額109.09億元，新增利潤15.70億元。
“更重要的是，該項目全面提升了我國食品產(chǎn)業(yè)微生物安全保障水平，引領(lǐng)了國家食品微生物核心種質(zhì)和科學(xué)大數(shù)據(jù)創(chuàng)制，領(lǐng)銜建立了國家微生物種業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新聯(lián)盟，并在脫貧攻堅與鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮了重要作用?！眳乔迤綇?qiáng)調(diào)，“只有將珍貴的資源庫、核心關(guān)鍵數(shù)據(jù)掌握在自己手中，才能甩掉‘卡脖子’的手?！?/p>
“其實現(xiàn)在也只是萬里長征走完第一步?！眳乔迤礁嬖V記者，“不僅要識別微生物的過去、現(xiàn)在，還要預(yù)測微生物未來的變化，在食品安全領(lǐng)域，我們將繼續(xù)往全基因組進(jìn)行研究?！?/p>
吳清平透露，下一步，團(tuán)隊將繼續(xù)完善食品微生物安全科學(xué)大數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步延伸到農(nóng)業(yè)微生物、環(huán)境微生物、醫(yī)藥微生物、大氣空間微生物、水生微生物、海洋微生物等領(lǐng)域。計劃在未來5年將菌種保有量提升至20萬株，10—15年提升至100萬株，屆時數(shù)據(jù)庫菌種保有量將占全球總菌種量的30%左右。
“推進(jìn)中國微生物菌種基因的大科學(xué)裝置建設(shè)，提升我國微生物科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)水平，立足于國際前沿，并吸引高端人才。”在吳清平的規(guī)劃中，還將建立面向公眾開放的微生物安全與健康網(wǎng)絡(luò)平臺，以豐富的科普內(nèi)容向公眾普及微生物安全健康知識。
“現(xiàn)在是我國科學(xué)家做科研、創(chuàng)新最好的時期，國家將科技創(chuàng)新擺到了前所未有的高度?！边@些年來，吳清平最大的感受是，國家的支持，使得科研人員能夠?qū)Ｐ?、潛心進(jìn)行創(chuàng)新，推進(jìn)成果產(chǎn)業(yè)化。（記者 葉 青）
