问题描述
作物病虫害频繁爆发、耕地质量不断下降、农业面源污染加重等问题突出,严重制约我国农业绿色高质量发展。农业微生物资源是新型微生物杀菌剂、杀虫剂、功能性肥料等绿色投入品的重要来源,是支持农业高质量发展的重要保障。但当前我国在农业微生物资源保护、重要功能性微生物利用过程中的基础科学问题及其产业化技术难题的研究方面投入还不够。应该开展:1.组织遴选并建立一支高水平的农业微生物研究的国字号队伍,稳定支持开展微生物资源保护及利用的研究;2.建立国家级农业微生物资源中心(建议按区域建设多个中心),做好微生物资源收集及保护;3. 加强微生物资源的挖掘,针对重要病虫害、土壤改良等问题,解析功能性微生物杀菌防虫、改善土壤质量的分子机理,厘清功能性微生态中微生物互作机制;4.建立精准调控功能性微生态的技术保障作物生产安全,结合合成生物学充分利用微生物资源中新型功能性基因(基因簇)创制新药及绿色投入品,集智攻关突破微生物活菌制剂的技术瓶颈做好微生物资源的产业化。
问题背景
现阶段我国在农业微生物资源保护及利用方面已经做了投入,但是资源保护的单位较为分散,国家投入资金不够多,资源收集不够全面。针对资源利用及其基础科学和产业化难题研究不够,多数研究还处于筛选和小规模试验,产业化产品少且单一。以微生物杀菌剂为例,目前登记的主要是芽孢杆菌类,其他微生物登记少且效果不稳定。针对功能性微生物在农业上应用的分子机理研究不够深入,活菌制剂等产业化技术问题突出,严重制约产品的高效应用。国外在微生物资源利用,尤其在农业病虫害防治、产量提高等方面已经开展了大量前沿研究,产品已经开始进入市场。例如,孟山都公司开发的微生物拌种剂Acceleron® B-360 ST,能够促进促进玉米根系生长,提高养分吸收,进而提高产量。美国Indigo agriculture 公司研发的Indigo Corn™(植物内生菌)产品处理玉米种子,在干旱地区能使玉米增产45%-77%。巴斯夫公司推出的微生物拌种剂Nodulator SCG和Poncho Votivo能够提高豆科作物固氮能力和防治线虫病害。因此,加快微生物资源保护及利用对我国农业高质量发展具有重要现实意义。
最新进展(截止问题发布年度)
我国在农业微生物资源保护方面已经设有农业微生物资源保藏中心等,功能性微生物资源的挖掘、微生态分析及其在作物病虫害防治等基础研究方面已经初步形成一支高水平研究队伍,例如中科院微生物所、中国农科院资源所、浙江大学、南京农业大学等单位在资源保护及功能农业微生物的前沿都开展并取得较好进展。未来关于农业微生物资源及其利用关键难点:功能性微生物在农业病虫害防治、作物提质增效、土壤改良等方面的机理研究;如何建立高效的功能性微生态定向调控技术,保障作物高效绿色生产;如何突破微生物活菌制剂及高效绿色投入品创制的产业化技术。
重要意义
农业微生物种质资源是国家战略资源,是支撑农业绿色高质量发展的重要保障。加强农业微生物种业创新条件建设,系统梳理农业微生物种质资源领域的前沿科学问题和“卡脖子”技术难题,建设一支高水平微生物资源保护及利用的研究队伍,加强农业微生物国家战略科技力量,研发一批高效功能微生物产品保障农业保质量发展,将能推动我国农业绿色高质量发展,保障国家粮食安全。对微生物资源的挖掘也将产生一批能应用于医学的新型抗生素等药物,保障人民生命健康。