文/潘慧

[導語]

廣東省科學院微生物研究所（以下簡稱“省微生物研究所”）重點致力于具有熱帶亞熱帶特色的微生物資源、微生物與生態(tài)環(huán)境、食品安全及健康等相關(guān)基礎(chǔ)、應(yīng)用基礎(chǔ)及公益性研究，開展為支撐生物技術(shù)相關(guān)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)研究及儲備性前沿技術(shù)探索，努力建成擁有良好源頭創(chuàng)新能力和有序運行的、國內(nèi)一流的現(xiàn)代微生物學科研機構(gòu)。2021年，省微生物研究所“農(nóng)業(yè)微生物資源高效利用技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲2020年度廣東省科技進步獎一等獎。

創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù) 大力發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)

《廣東科技》：恭喜省微生物研究所“農(nóng)業(yè)微生物資源高效利用技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲2020年度廣東省科技進步獎一等獎。請介紹科研團隊的基本情況。

省微生物研究所：謝謝。廣東省科學院微生物研究所前身為中科院中南真菌研究室，1964年經(jīng)原國家科委批準成立，1972年改名為“廣東省微生物研究所”，2020年改名為“廣東省科學院微生物研究所”，隸屬于廣東省科學院。此次獲獎項目團隊——生物資源保護與創(chuàng)新利用研究團隊的主要研究方向是微生物資源發(fā)掘保護和農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物技術(shù)，主要是圍繞減肥減藥、健康養(yǎng)殖、廢棄物資源化，從各類環(huán)境中發(fā)掘高活性的功能微生物，并基于這些微生物資源開發(fā)高活性菌劑、有機肥、生物飼料等綠色、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)投入品，用于替代化肥、農(nóng)藥、抗生素，以及用于動物飼料生產(chǎn)、廢棄物資源化、養(yǎng)殖水體脫氮等。此次獲獎項目是我們團隊過去10年研究取得的代表性成果之一。

《廣東科技》：科研團隊是如何選擇這一課題研究方向的，研究的主要內(nèi)容、解決的難點問題、創(chuàng)新點及意義何在，取得了哪些重要科研成果，經(jīng)濟和社會效益如何？

省微生物研究所：微生物廣泛分布在所有生態(tài)系統(tǒng)中，是地球物質(zhì)循環(huán)的主要參與者。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，微生物與土壤、作物、動物共同形成農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中最基本的物質(zhì)循環(huán)，在有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量循環(huán)過程中發(fā)揮著不可或缺的重要作用。微生物不僅能夠分解動植物殘體、改良土壤、提高肥力、促進作物生長，還與動植物存在直接的互作關(guān)系，對動植物的生長和健康具有重要的影響。因此，通過發(fā)掘農(nóng)用戰(zhàn)略性微生物資源，創(chuàng)新微生物在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，大力發(fā)展微生物農(nóng)業(yè)，是保障糧食安全、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑。這是我們團隊選擇微生物資源和農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物技術(shù)作為主體研究方向的初衷。

農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)為破解當前農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中面臨的難題提供了新思路和新途徑。在國家提出“碳中和碳排放”“兩減一增”“健康中國、美麗中國”建設(shè)的總體要求下，農(nóng)業(yè)微生物在保障國家糧食安全，替代化肥、農(nóng)藥、抗生素，治理養(yǎng)殖環(huán)境，減少碳排放，實現(xiàn)碳中和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用等方面發(fā)揮重要作用。大力發(fā)展農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)符合國家的戰(zhàn)略需求，但當前仍面臨著“缺芯少核”的狀況，本土優(yōu)勢功能菌株資源不足、功能活性分子機制不清、高性能產(chǎn)品匱乏、應(yīng)用技術(shù)落后等仍是主要制約因素。針對上述問題，項目團隊強化優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)功能菌種資源的挖掘和選育，致力于構(gòu)建國際一流的農(nóng)業(yè)微生物戰(zhàn)略資源庫和公益性共享服務(wù)平臺，為我省乃至全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要的戰(zhàn)略支撐和物質(zhì)保障；開展重要農(nóng)業(yè)微生物功能活性機制研究，為應(yīng)用提供理論指導；攻克產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難點，創(chuàng)制高效、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)微生物系列產(chǎn)品，減少化肥、農(nóng)藥、抗生素的使用，為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新動力。取得成果包括：分離農(nóng)業(yè)微生物1.8萬余株，建成了具有國際影響力的農(nóng)業(yè)微生物戰(zhàn)略資源庫，成為《布達佩斯條約》國際保藏單位；選育了高性能菌株74株，并揭示了其活性基礎(chǔ)及作用模式，創(chuàng)建了廢棄羽毛與食用菌渣聯(lián)合發(fā)酵生產(chǎn)有機肥等多項技術(shù)和工藝，開發(fā)出新型多功能肥料、農(nóng)用菌劑、功能小肽粉等高性能產(chǎn)品10個；向3000多家單位提供菌種3萬多株次、技術(shù)服務(wù)1.5萬余次；有機肥、菌劑等產(chǎn)品累計推廣面積超過300萬畝，減少化肥使用30%～50%，功能小肽粉和發(fā)酵飼料年產(chǎn)超過60萬噸。項目成果的應(yīng)用在近3年取得經(jīng)濟效益110.9億元，利潤30.5億元；發(fā)表論文89篇，授權(quán)專利15件，1項成果鑒定為國際先進，有效支撐了化肥、農(nóng)藥減施和養(yǎng)殖全面禁抗。

項目獲獎團隊：生物資源保護與創(chuàng)新利用研究團隊

《廣東科技》：科研團隊在項目研發(fā)過程中遇到了哪些困難，是如何克服的？

微生物研究所：科研本身就是一個解決問題和困難的過程。我們遇到的最大困難是如何將高性能菌株開發(fā)成高性能產(chǎn)品?？茖W實驗往往是將復雜系統(tǒng)進行簡單化，抽象出一些基本要素進行觀察和分析，因此，許多菌株在實驗室條件下表現(xiàn)出非常好的性能，但是做成實際產(chǎn)品往往達不到實驗室的效果。這里面有工藝適配性的問題，也有產(chǎn)品應(yīng)用場景和環(huán)境的影響因素。例如，我們在做工廠化養(yǎng)殖水體脫氮時，利用此前在一般水體脫氮效果比較好的菌株，效果非常差，經(jīng)過系統(tǒng)分析工廠化養(yǎng)殖模式和水體特點，我們選用了寡營養(yǎng)偏好、可在低碳氮比條件下實現(xiàn)較好脫氮的菌株，取得了滿意的效果。

獲獎成果之一：廢棄羽毛與食用菌渣聯(lián)合發(fā)酵生產(chǎn)有機肥技術(shù)

獲獎項目第一完成人朱紅惠所長、研究員在全省科技創(chuàng)新大會上獲頒廣東省科技進步獎一等獎證書

強化微生物功能 改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

《廣東科技》：科研團隊接下來將繼續(xù)開展哪些攻關(guān)研究及未來計劃是什么？

省微生物研究所：我們的團隊一直圍繞微生物資源和農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物技術(shù)兩條主線開展工作。受制于培養(yǎng)技術(shù)，環(huán)境中90%以上的微生物未獲得純培養(yǎng)，這里面也包括了一些在環(huán)境中發(fā)揮重要作用的類群。我們的工作之一就是培養(yǎng)微生物，通過創(chuàng)新培養(yǎng)技術(shù)提高環(huán)境中可培養(yǎng)微生物的比例。比如，叢枝菌根真菌能夠與絕大多數(shù)陸生植物的根形成共生關(guān)系，促進植物營養(yǎng)吸收，而粘細菌是一類具有獨特捕食特性的微生物類群，能夠捕食絕大多數(shù)植物病原菌，這兩類微生物在植物抗逆促生和病害生物防治方面都具有較大的應(yīng)用潛力。但這兩類菌在培養(yǎng)方面都存在較大問題，不過目前我們對這兩類菌的培養(yǎng)已經(jīng)取得一些積極進展。同時，我們在利用合成生物學技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)投入品的綠色生產(chǎn)方面也取得了較好的進展，例如，通過酵母底盤細胞實現(xiàn)了飼用番茄紅素的高效生產(chǎn)，單位產(chǎn)率國際領(lǐng)先，目前已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化階段。

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中微生物功能的最大化已成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。2019年，美國國家科學院、工程院和醫(yī)學院將微生物組列為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域未來亟待突破五大發(fā)展方向之一。農(nóng)業(yè)微生物組技術(shù)的重要性在于它能幫助人們能夠更好地理解微生物與動植物及環(huán)境間的相互作用，加深對整個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中微生物功能的整體認知。農(nóng)業(yè)微生物組技術(shù)的突破將使人類獲得能夠精準調(diào)控農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中微生物群落與功能的能力，利用功能菌群及其相關(guān)產(chǎn)品對特定生境微生物組的功能進行精準調(diào)控和干預，從而實現(xiàn)改善土壤結(jié)構(gòu)和種養(yǎng)環(huán)境，強化動植物對不良環(huán)境條件及病害的抵抗力，提高種養(yǎng)效率，減少農(nóng)藥、化肥、抗生素等使用,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境?；谖⑸锝M的精準應(yīng)用技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的重要方向。最近，我國承諾在2030年實現(xiàn)碳達峰，而農(nóng)業(yè)是溫室氣體排放的重要來源，主要來自化肥施用、大田種植、牲畜養(yǎng)殖等環(huán)節(jié)，因此，今后我們將繼續(xù)圍繞微生物資源和農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物技術(shù)，通過創(chuàng)新微生物培養(yǎng)技術(shù)，加強微生物組、合成生物學研究，大力發(fā)展減肥減藥、健康養(yǎng)殖、廢棄物資源化等應(yīng)用微生物技術(shù)，提高種養(yǎng)效率，減少農(nóng)藥、化肥、抗生素等的使用,提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和安全性，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，加快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳達峰和碳中和。

省微生物研究所的農(nóng)業(yè)微生物戰(zhàn)略資源庫

政策扶持科技創(chuàng)新 成果轉(zhuǎn)化造福百姓

《廣東科技》：科研院所如何將科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，造福百姓？

省微生物研究所：科研院所是從事科研的機構(gòu)，但科研工作不僅要“頂天”，還要“立地”。我們研究所概括起來就是做兩件事，一是如何控制微生物有害的一面，二是如何有效發(fā)揮微生物有益的一面，因此，我們從事的工作與老百姓的日常生活息息相關(guān)。我們在食源性致病菌和霉腐微生物的控制，城市污水、垃圾滲濾液、工廠臭氣的治理，傳統(tǒng)食藥用菌健康產(chǎn)品的研發(fā)以及農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用等方面均形成了一系列的成果，這些成果通過專利授權(quán)、技術(shù)入股等形式進行轉(zhuǎn)化應(yīng)用，在為老百姓提供健康的食品和環(huán)境方面作出了貢獻。

《廣東科技》：請談?wù)?，貴所認為近些年廣東省創(chuàng)新政策、環(huán)境和機制，對科技創(chuàng)新起到了怎樣的作用，以及貴所對廣東省實現(xiàn)科技自立自強、進一步加快建設(shè)更高水平科技創(chuàng)新強省有何建議。

省微生物研究所：廣東作為改革開放的排頭兵，具有很好的創(chuàng)新政策環(huán)境，特別是2019年“科創(chuàng)12條”的出臺，為更好發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用,實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。同時，廣東具有很好的經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在許多行業(yè)都培育出了創(chuàng)新能力很強的企業(yè)，科研人員能夠與這些企業(yè)形成較好的互動，從而對產(chǎn)業(yè)技術(shù)和基礎(chǔ)科研的創(chuàng)新形成良性雙促進的局面。我們希望廣東能夠在基礎(chǔ)科研方面繼續(xù)加大投入力度?；A(chǔ)科研的特點是時間長、不容易看到效果，但是，一旦取得突破，可能對社會、產(chǎn)業(yè)的貢獻是跳躍式甚至是劃時代的。同時希望廣東還要進一步加強對青年科技人員的支持，多設(shè)計一些面向青年科技工作者申請的課題，助力青年人快速成長。