我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議

郭靜利， 尼魯帕爾·迪力夏提， 王大慶

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，北京 100081； 2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化中心，烏魯木齊 830091；3. ?？诮?jīng)濟(jì)學(xué)院，海口 571132；4. 黑龍江省農(nóng)墾管理干部學(xué)院，哈爾濱 150090）

微生物作為研究生物體進(jìn)化演變和遺傳變異基本規(guī)律的模式生物，是推動農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的重要源泉。系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)、人工智能等現(xiàn)代學(xué)科的發(fā)展推動農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入“大數(shù)據(jù)-大平臺-大發(fā)現(xiàn)”的新發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)生物育種、種養(yǎng)殖高效生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品綠色加工、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等生物農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中微生物的作用不斷增強(qiáng)。來源于微生物的重要工具酶和元器件已廣泛應(yīng)用于基因編輯和合成生物技術(shù)，在高產(chǎn)、抗逆節(jié)水、營養(yǎng)高效利用和機(jī)械化種植等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中較為重要的新興產(chǎn)業(yè)之一。本文系統(tǒng)梳理了當(dāng)前農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，對標(biāo)我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和存在的問題提出相應(yīng)的措施建議，對推動我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1.1 農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源開發(fā)力度不斷加大

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本要素，充分開發(fā)種質(zhì)資源已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。美國在2010 年啟動“地球微生物組計(jì)劃（Earth Microbiome Project，EMP）”，致力于鑒定世界各地的20萬個(gè)微生物樣本[1]，挖掘高價(jià)值科學(xué)問題，受到全球科學(xué)家的普遍關(guān)注。當(dāng)前，全球78 個(gè)國家和地區(qū)共有在冊微生物菌種保藏機(jī)構(gòu)804 家，微生物保存總量達(dá)327 萬余株，其中美國農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源戰(zhàn)略儲備庫保藏量居世界首位，近10 萬株，中國作為世界12 個(gè)高度生物多樣性國家之一，農(nóng)業(yè)微生物資源專業(yè)菌種庫資源保藏量卻不足2萬株[2]，隨著中國科技創(chuàng)新力度的持續(xù)加大，農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)力度有望不斷加強(qiáng)。

1.2 農(nóng)業(yè)微生物關(guān)鍵技術(shù)突破成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵

微生物前沿科學(xué)問題與21 世紀(jì)人類面臨的健康、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、氣候和糧食安全等重大問題密切相關(guān)。隨著新型微生物分離培養(yǎng)技術(shù)、微生物組學(xué)和合成生物學(xué)的興起，農(nóng)業(yè)微生物基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)突破面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[3]。植物根系被視為是第二次綠色革命的關(guān)鍵，叢枝菌根真菌與植株共生可表現(xiàn)出良好的生產(chǎn)效應(yīng)，對促進(jìn)植物生長發(fā)育、增強(qiáng)植物抗逆性、減少植物土傳病害發(fā)生具有重要意義[4]，但現(xiàn)有鑒定方法仍在很大程度上依賴于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)?；诜肿予b定技術(shù)可獲得個(gè)體基因組，但完整的植物微生物群在很大程度上缺失，這有賴于測序技術(shù)和生物信息學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展?？蓪?shí)現(xiàn)環(huán)境友好和資源節(jié)約目的的微生物蛋白替代產(chǎn)品是食品和生物產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向[5]，但蛋白合成效率提升及蛋白功能調(diào)控等技術(shù)仍需深入研究。此外，開發(fā)益生菌產(chǎn)品以治療人類疾病及推動無抗健康養(yǎng)殖都是當(dāng)前迫切需要推進(jìn)的微生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)難題。

1.3 農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)市場份額占有率不斷上升

豐富的微生物資源只有經(jīng)過分類篩選成為可培養(yǎng)的菌種資源后才具備應(yīng)用價(jià)值[6]，菌種資源的精準(zhǔn)評鑒及育種創(chuàng)新水平是種質(zhì)資源優(yōu)勢的體現(xiàn)，現(xiàn)有資源的開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的轉(zhuǎn)化成為未來農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源強(qiáng)國的核心所在。2020年麥肯錫發(fā)布的《生物革命：變革經(jīng)濟(jì)、社會和生活的創(chuàng)新》報(bào)告預(yù)測，2030到2040年間，農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域微生物制造直接年度經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)在8 000~12 000億美元。國際大型跨國集團(tuán)公司憑借其雄厚的資金和研發(fā)實(shí)力，加快農(nóng)業(yè)微生物酶制劑的系列開發(fā)，壟斷了國際高端酶市場。微生物替代蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)將顛覆傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)方式，未來15 年內(nèi)全球微生物替代蛋白產(chǎn)品將約占全球食用蛋白市場份額的22%，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到2 900億美元左右[7]。拜耳等國際跨國公司利用農(nóng)業(yè)微生物抗蟲、耐除草劑和耐旱基因培育轉(zhuǎn)基因作物新品種，奠定其在轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化中長達(dá)數(shù)十年的全球壟斷地位。

1.4 農(nóng)業(yè)微生物安全保護(hù)體系建設(shè)日益重要

微生物安全是以病原微生物為對象，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對其在人類生活與健康、國家安全、經(jīng)濟(jì)社會、生態(tài)環(huán)境等方面已產(chǎn)生或潛在存在的各種危害和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行檢測、診斷和防控[8]。隨著現(xiàn)代基因工程的發(fā)展，某些經(jīng)過性狀改良的基因工程微生物被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)用地點(diǎn)不限于人工封閉環(huán)境，而是進(jìn)入到更容易產(chǎn)生微生物間基因轉(zhuǎn)移的自然環(huán)境中，從而提高產(chǎn)生具有新特性微生物的幾率，同時(shí)也可能會對當(dāng)?shù)卦械奈⑸锶郝洚a(chǎn)生影響。此外，用于研究的高致病性病原體的安全儲存與利用也是微生物安全保護(hù)的關(guān)鍵所在。國際社會對微生物安全給予高度關(guān)注，2000 年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和秘書處會議通過《卡塔赫納生物安全議定書》，目前已有百余個(gè)國家和地區(qū)成為締約方，中國也位列其中。有些國家的地區(qū)將生物安全納入國家安全體系，成為戰(zhàn)略部署，如美國發(fā)布《國家生物防御戰(zhàn)略》，部署“生物盾牌”“生物監(jiān)測”“生物感知”三項(xiàng)計(jì)劃[9]，推進(jìn)“國家微生物組計(jì)劃”“全球病毒組項(xiàng)目”“阿波羅生物防御計(jì)劃”等戰(zhàn)略項(xiàng)目，組織政府及社會的大量資源投入技術(shù)研發(fā)，相關(guān)科技工作者及機(jī)構(gòu)規(guī)模日益龐大。

2 我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國初步建立了農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源保護(hù)體系。2022 年8 月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布第一批國家農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源庫名單，包括1 個(gè)長期庫和18 個(gè)專業(yè)性種質(zhì)資源庫，涉及食用菌、肥料微生物、植保微生物、飼料微生物等多個(gè)類別，初步建立了我國農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源保護(hù)體系[10]。目前我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模大、市場潛力廣，農(nóng)用疫苗、食用菌、微生物肥料、農(nóng)藥和飼料產(chǎn)業(yè)等市場規(guī)模位居全球前列。進(jìn)一步拉動對農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，凸顯出農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的市場潛力。

2.1 養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)的農(nóng)業(yè)微生物市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，市場份額不斷上升

近年我國養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，隨著養(yǎng)殖農(nóng)戶數(shù)量不斷下降和大型養(yǎng)殖場的興起，市場對生物防疫、保健等產(chǎn)前產(chǎn)業(yè)的重視程度不斷提升。微生物技術(shù)在疾病預(yù)防和治療中的應(yīng)用有助于減少抗生素和化學(xué)藥品的使用，同時(shí)提高畜禽的免疫力。如益生菌可增強(qiáng)宿主免疫力，預(yù)防和治療腸道疾病。通過微生物發(fā)酵可以生產(chǎn)出具有抗菌和抗病毒作用的發(fā)酵產(chǎn)品，用于預(yù)防和治療畜禽疾病，農(nóng)業(yè)微生物市場份額呈現(xiàn)不斷上升態(tài)勢。

2.2 種植業(yè)相關(guān)的農(nóng)業(yè)微生物市場需求轉(zhuǎn)旺，應(yīng)用得到提升

隨著我國逐漸從粗放型、小農(nóng)戶為主的農(nóng)業(yè)種植形態(tài)轉(zhuǎn)向適度規(guī)模經(jīng)營模式，種植業(yè)不僅需要保障作物產(chǎn)量，還要持續(xù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，改善生態(tài)環(huán)境。在這一過程中，微生物技術(shù)以微生物肥料的產(chǎn)品形態(tài)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過土壤、環(huán)境、植物營養(yǎng)元素的供應(yīng)以及所產(chǎn)生代謝產(chǎn)物對植物產(chǎn)生有益的作用。微生物肥料在提高谷物產(chǎn)量和質(zhì)量、提高蔬菜品質(zhì)和增加水果的甜度及口感方面的作用，以及其對減少化肥使用的貢獻(xiàn)都顯現(xiàn)出微生物技術(shù)在種植業(yè)中的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.3 食用菌產(chǎn)業(yè)持續(xù)轉(zhuǎn)型升級，供銷兩旺

隨著居民收入水平不斷提升，個(gè)人保健意識持續(xù)增強(qiáng)，加之食用菌保健功能的宣傳效應(yīng)，人們愈發(fā)認(rèn)識到食用菌的營養(yǎng)價(jià)值，對食用菌的需求逐年增加，除了白靈菇、金針菇、杏鮑菇、雞腿菇等傳統(tǒng)食用菌，美味牛肝菌等珍惜食用菌的市場規(guī)模不斷擴(kuò)大[11]。2020年我國食用菌鮮品總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到4 061.4 萬t，相比于2019 年增長了3.2%，2020 年食用菌鮮品總產(chǎn)值3 465.65 億元，比2019年增長了10%[12]。此外，微生物在食品加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如在果汁加工時(shí)，應(yīng)用微生物酶技術(shù)可以分解果汁內(nèi)的果膠，降低黏度，提升果汁產(chǎn)出量以及相應(yīng)的澄清效果；在現(xiàn)代蔬菜食品加工中，應(yīng)用微生物能使蔬菜產(chǎn)品的口感更加爽脆；在乳制品中，乳酸菌能與蛋白質(zhì)、乳糖等發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，達(dá)到改善乳制品口味、口感的目的。

3 農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略意義

3.1 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，確保國家食物安全

我國是糧食生產(chǎn)大國，糧食生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)十九連豐，2022 年糧食產(chǎn)量達(dá)6.87 億t，人均糧食483 kg，高于國際公認(rèn)的400 kg 糧食安全線，做到了谷物基本自給、口糧絕對安全[13]。然而，在口糧和谷物始終保持較高自給率的同時(shí)，蛋白質(zhì)食品供應(yīng)缺口繼續(xù)擴(kuò)大，食品自給率持續(xù)下降[14]。2021 年我國糧食進(jìn)口總量達(dá)1.65億t，相當(dāng)于我國糧食生產(chǎn)總量的24%，對外依存度達(dá)19%[15]。按照我國單位產(chǎn)出水平計(jì)算，包括棉花、油料、糖料以及肉類、乳制品在內(nèi)的全部農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口量已相當(dāng)于進(jìn)口虛擬耕地面積7 億畝（0.47 億hm2）或播種面積10 億畝（0.67 億hm2）左右的當(dāng)量[16]。我國作為成長型糧食消費(fèi)大國，存在農(nóng)業(yè)資源環(huán)境約束趨緊、農(nóng)業(yè)科技取得新突破難度增大等現(xiàn)實(shí)困境與挑戰(zhàn)，包括土地和勞動力在內(nèi)的糧食生產(chǎn)成本不斷上升、世界糧食供應(yīng)鏈不穩(wěn)定導(dǎo)致進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)加大，使得糧食安全任務(wù)壓力將在未來一段較長時(shí)間內(nèi)持續(xù)存在。據(jù)預(yù)測，2030 年農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)可使作物增產(chǎn)1.3~2.5 億t，減少500~2 000 萬t糧食損失，到2035 年全球替代蛋白市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到2 900 億美元，其中微生物發(fā)酵蛋白占到22%[17]。因此，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對保障國家食物安全意義重大。

3.2 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供有力支撐

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（Organization for Economic Co-operation and Development， OECD）將綠色理念視為促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的催化劑，將綠色發(fā)展視為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的方法論。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨資源約束和生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙重壓力，農(nóng)藥、化肥及抗生素的濫用，不僅造成生物多樣性銳減、生態(tài)系統(tǒng)失衡等嚴(yán)峻問題，也對我國農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)者身體健康帶來損害。2000 年以來，我國農(nóng)業(yè)溫室氣體生產(chǎn)排放量增加了16%，農(nóng)田年均氮肥施用量達(dá)到了305 kg·hm-2，是全球平均水平的4 倍以上[18]，對實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)造成阻礙。合成生物技術(shù)在高光效固碳、固氮節(jié)肥增效、生物抗逆節(jié)水、生物質(zhì)資源化等方面顯示巨大應(yīng)用潛力，可減少98%用水量、91%土地需求、84%溫室氣體排放和節(jié)約65%能源[19]，這對實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展作用巨大。

3.3 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物前沿技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，夯實(shí)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國根基

農(nóng)業(yè)強(qiáng)國是在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的持續(xù)推進(jìn)中發(fā)展而成的，其作為一種社會形態(tài)和產(chǎn)業(yè)形式，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成功的標(biāo)志。得益于改革開放，中國已成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，2022 年人均國民生產(chǎn)總值接近高收入國家水平，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化各項(xiàng)指標(biāo)取得可喜成就。然而，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的增長性需求、工業(yè)化城鎮(zhèn)化持續(xù)推進(jìn)、由農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者轉(zhuǎn)換為消費(fèi)者帶來的轉(zhuǎn)變性需求以及國際環(huán)境復(fù)雜多變，中國由農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨[20]。依照發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，大都是基于農(nóng)業(yè)科技革命和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的創(chuàng)新改進(jìn)，全方位推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，形成了全球不同類型的農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，科技成為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的根本出路。2000—2020 年，中國農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率從35%快速上升至超過60%的水平，但低于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)80%的平均水平[21]，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與應(yīng)用滯后成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物前沿技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用對促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、細(xì)胞農(nóng)業(yè)和工廠農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)和新動能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，夯實(shí)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國根基，將發(fā)揮重大作用。

4 我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的主要問題

4.1 農(nóng)業(yè)微生物資源挖掘利用能力較弱

全球微生物多樣性高達(dá)1 萬億種，我國作為生物多樣性較豐富的國家之一，農(nóng)業(yè)微生物資源專業(yè)菌種庫可公開獲取庫藏資源總量不足[2]。由于地理環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)梳理和資源挖掘不夠，尤其是生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)及自然極端環(huán)境地域，豐富的微生物遺傳資源還沒有挖掘利用。鹽堿地、深海區(qū)、核爆區(qū)等極端環(huán)境區(qū)域的微生物和難培養(yǎng)微生物的基因資源挖掘還相當(dāng)欠缺。我國微生物資源自主挖掘研發(fā)能力還比較弱，目前我國健康產(chǎn)業(yè)對核心菌株的利用方面，國家批準(zhǔn)的嬰幼兒食品菌株主要從國外進(jìn)口，一定程度上還存在重挖掘、輕保護(hù)的現(xiàn)象。

4.2 農(nóng)業(yè)微生物關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)力量不足

我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于起步階段，尚未建立完整的農(nóng)業(yè)微生物學(xué)科體系，缺乏專業(yè)人才隊(duì)伍，戰(zhàn)略性支撐人才和領(lǐng)軍人才嚴(yán)重短缺。從技術(shù)鏈支撐農(nóng)業(yè)微生物全產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)來看，農(nóng)業(yè)微生物制造技術(shù)的結(jié)構(gòu)性差異比較大，產(chǎn)業(yè)鏈高端技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，諸如生物反應(yīng)器和精密高端儀器等還一定程度上受制于國外。此外，農(nóng)業(yè)微生物檢測和診斷技術(shù)不夠先進(jìn)，高純度試劑還比較短缺，一定程度上依賴進(jìn)口。

4.3 農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際競爭力不強(qiáng)

目前，我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)普遍存在大而不強(qiáng)的情況，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)不明顯，缺乏具備國際競爭力的龍頭企業(yè)。如我國肥效微生物企業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，2008年至2018年全國肥料登記數(shù)量超過10個(gè)的企業(yè)僅65家，80%以上企業(yè)10年肥料登記數(shù)量僅為1個(gè)，且領(lǐng)軍企業(yè)數(shù)量少[22]。新型肥料行業(yè)被國外市場占據(jù)，如美國ECO-GREEN和英國翠苒等進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)了國內(nèi)高端水溶肥市場的主導(dǎo)地位[23]，我國生產(chǎn)的標(biāo)志性薄膜控釋肥幾乎都由國外研發(fā)。健康產(chǎn)品市場亦被國外品牌占據(jù)，如生產(chǎn)益生菌膳食補(bǔ)充劑的全球十大品牌中無一中國品牌[24]。產(chǎn)業(yè)支持政策和保護(hù)制度還不夠到位，具有高附加值的一些食用菌產(chǎn)業(yè)面臨瀕危，僅云南分布的野生食用菌就有1種瀕危、16種易危，野生食用菌生存狀況面臨嚴(yán)重威脅[25]。

4.4 農(nóng)業(yè)微生物安全防控體系建設(shè)不完善

我國農(nóng)業(yè)微生物安全防控體系建設(shè)基礎(chǔ)比較薄弱。農(nóng)業(yè)微生物安全防控法律法規(guī)、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程、加工和貿(mào)易安全防控政策、專業(yè)防控隊(duì)伍建設(shè)，及至微生物安全應(yīng)急處置等方面，一體化安全管理體系尚未形成。作為生物防控重要保障的生物安全三級實(shí)驗(yàn)室，我國還不足100 家，美國則已超1 500家，P4實(shí)驗(yàn)室美國有15家，我國僅有2家，且地域分布不平衡、協(xié)同運(yùn)行合力尚未形成。肥效微生物行業(yè)已建立近30 個(gè)微生物肥標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程等，但仍普遍存在產(chǎn)品質(zhì)量偏低、肥效穩(wěn)定性不一致等問題[26]。飼用微生物標(biāo)準(zhǔn)基本參照食品行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)品種少、更新速度無法匹配行業(yè)需求，標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)滯后。

5 我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

5.1 加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源庫建設(shè)

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，整合目前小而分散的農(nóng)業(yè)微生物資源，加快推進(jìn)國家級農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源庫建設(shè)。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源的收集、保存，建立農(nóng)業(yè)微生物國家標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建布局合理、分類清晰的種質(zhì)資源收集保護(hù)體系。強(qiáng)化種質(zhì)資源評價(jià)與鑒定，突出種質(zhì)資源的基礎(chǔ)性定位，開展重要農(nóng)業(yè)微生物資源的遺傳分析和功能解析，建立功能基因與活性產(chǎn)物高通量篩選、精準(zhǔn)化鑒定、系統(tǒng)性評價(jià)和高水平表達(dá)技術(shù)平臺，提升庫藏菌種資源的收集整合與深度利用水平。

5.2 強(qiáng)化農(nóng)業(yè)微生物關(guān)鍵核心技術(shù)突破

利用多學(xué)科交叉和國際化協(xié)作的大科學(xué)計(jì)劃組織模式，強(qiáng)化“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合，充分發(fā)揮科研院所、高校在產(chǎn)業(yè)上游的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，激活企業(yè)在產(chǎn)業(yè)下游的產(chǎn)品研發(fā)與推廣優(yōu)勢，占領(lǐng)世界農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新高地，推動農(nóng)業(yè)微生物關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破。在農(nóng)業(yè)微生物資源挖掘、生產(chǎn)技術(shù)、加工技術(shù)、檢測技術(shù)等方面建立一體化創(chuàng)新機(jī)制。重點(diǎn)解析農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源形成與演化規(guī)律、農(nóng)業(yè)微生物與環(huán)境互作機(jī)理、農(nóng)業(yè)微生物代謝合成與網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制等科學(xué)問題，突破農(nóng)業(yè)微生物資源高效篩選與精準(zhǔn)鑒定技術(shù)、農(nóng)業(yè)微生物系統(tǒng)理性設(shè)計(jì)與定向合成技術(shù)、農(nóng)業(yè)微生物細(xì)胞工廠創(chuàng)制與智造工藝等重大關(guān)鍵技術(shù)。

5.3 優(yōu)化農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展與結(jié)構(gòu)布局

依托現(xiàn)有基地、園區(qū)打造具有引領(lǐng)性的國家級農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群。政策扶持具有創(chuàng)新性和引領(lǐng)型的農(nóng)業(yè)微生物企業(yè)，培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)和市場競爭力的菌種與關(guān)鍵酶，創(chuàng)新出多功能和差異性的微生物新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)，培育具有國際競爭力的農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)，引領(lǐng)國內(nèi)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[27]。加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置，大力挖掘特色功能微生物種質(zhì)資源，優(yōu)化微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)，推動農(nóng)業(yè)微生物制造業(yè)、健康業(yè)、新型發(fā)酵業(yè)、環(huán)保業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值高端，占領(lǐng)更大的國際市場份額。

5.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物安全保護(hù)與監(jiān)測體系建設(shè)

建立農(nóng)業(yè)微生物資源保護(hù)中長期規(guī)劃，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)微生物一般性和特殊性安全管理規(guī)范，發(fā)展農(nóng)業(yè)微生物循環(huán)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)菌種信息標(biāo)準(zhǔn)化、菌種流通安全化、菌種保護(hù)制度化[28]。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物科學(xué)布局觀測試驗(yàn)站及監(jiān)測點(diǎn)，穩(wěn)定數(shù)據(jù)監(jiān)測隊(duì)伍和經(jīng)費(fèi)支持，發(fā)展科學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取和分析手段方法[29]。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)微生物長期數(shù)據(jù)庫建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)微生物功能監(jiān)測數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，提高農(nóng)業(yè)微生物安全防控水平，增加更多的檢測手段為開展長期監(jiān)控打好基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

相較于動植物產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展交叉性很強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)覆蓋面很廣。本文從農(nóng)業(yè)微生物資源挖掘、關(guān)鍵技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)國際競爭力和安全防控等視角概括了國際上農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本態(tài)勢，從種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和食用菌3 個(gè)層面分析了我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本情況，闡釋了當(dāng)前推動我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性和現(xiàn)實(shí)意義，立足我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題和瓶頸，從政策層面提出了加快建設(shè)國家農(nóng)業(yè)微生物庫建設(shè)、突破農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)、提升國際市場占有率和競爭力、抓好微生物防控建設(shè)等對策建議。我國農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，隨著我國農(nóng)業(yè)微生物生產(chǎn)體系、加工體系、貿(mào)易體系、政策支持體系和安全防控體系建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國農(nóng)業(yè)微生物國際市場的占有份額會不斷提高，國際市場競爭力也會不斷增強(qiáng)，這對新發(fā)展階段下，彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展短板，構(gòu)建農(nóng)業(yè)農(nóng)村新發(fā)展格局起到重要的產(chǎn)業(yè)支撐作用。