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农业微生物资源保藏及利用现状
日期:2016/10/28 访问:

农业微生物资源保藏及利用现状

姜瑞波

(中国农业科学院农业资源与农业区划所,北京 100081)

 

      农业微生物正与动物产业和植物产业形成三足鼎立之势,正成为我国农业生产中最重要的支柱产业之一。而农业微生物资源不仅是农业微生物产业的直接基石,更是整个农业生物技术发展的主要物质基础。目前世界转基因作物种植面积90%以上的基因来自于农业微生物资源,已带动形成了一个相关年产值达百亿美元的产业。在我国仅转基因抗虫棉已累计产生了100多亿人民币的经济效益,新一代转基因抗虫三系杂交棉的增产效益有望再造一个长江棉区。农业微生物资源的高效利用不仅在农业本身上已得到了广泛利用,而且更成为环保、农产品加工、可再生资源、纺织、化学和医药工业等相关行业的重要物质基础。农业微生物资源的占有量和研究评价水平己成为综合国力的体现。


1、农业微生物菌种保藏管理中心简介

          农业微生物菌种保藏管理中心成立于1979年,是国家从事农业微生物菌种资源收集、鉴定、保藏、供应和国际交流的专门机构。有一支高素质的科技队伍,有700平方米的实验室和菌库。保藏有各类微生物菌种5500余株,7万余份。每株菌分别采用液氮、冻干等2-3种保藏方法进行保藏。建有各类菌种的分离、鉴定实验室及分子生物学实验室。各类仪器设备100余台。建有网站,网址为 www.accc.org.cn,定期出版菌种目录。面对全社会每年提供菌种2千余份。为没有保藏菌种能力的单位提供无偿保藏菌种。对外鉴定菌种和培训。


2、国家自然科技资源平台建设现状和微生物菌种资源平台发展介绍

         国家科技基础条件平台建设可以比喻为科技界的三峡工程,微生物菌种资源平台为三级平台,下设九个四级平台,农业微生物菌种资源平台是其中之一。平台项目的主要任务是通过研究制定微生物菌种资源的描述规范和技术操作规程来构建微生物菌种资源的标准体系。在这标准体系的指导下,进行全国农业微生物菌种资源的标准化描述及整理、整合。将所有的菌种信息上传E-平台,从而实现菌种信息的共享。菌种实物入库进行保藏,实现实物共享,确保国家生物安全。


3、国内农业微生物菌种资源的利用介绍

         随着人口的增长以及工业化的进程,化学农药和肥料常年大量使用,破坏了土壤结构,加剧环境污染并造成病原微生物的抗药性。据联合国粮农组织(FAO)统计,因植物遭受病害造成的减产平均为总量的10-15%。为了根本解决这些严重影响农业进一步发展的问题,深入了解植物病原微生物的种类及侵染机制,为研发抗病作物及控制病害发生提供材料和依据,同时,开发微生物资源,研制高效、无毒、无污染的微生物肥料和农药已成为世界各国竞相研究的战略课题。目前世界已有70多个国家在生产、使用微生物肥料来提高农业的产量,我国截至1999年已有300多个厂家可生产60多个品种的细菌肥料150万吨以上。近年来我国生产微生物农药的厂家已有50多家,品种近200个,使用面积逐年扩大。我国目前用量最大的细菌杀虫剂苏云金杆菌(BT)年产量万吨以上,使用面积千万亩。国外棉铃虫病毒生防制剂每年的使用面积也达500万亩。固氮微生物可以将空气中的分子N2固定转化为植物可利用的有机氮化物,是保持土壤中有充足的氮素储备的关键之一。

    微生物菌种基因资源为传统产业特别是传统农业的改造和转型提供了不可替代的生物种质和基因资源,孕育和促进了我国新的生物技术产业尤其是农业高新技术产业的形成和壮大。目前我国一批拥有自主知识产权的重组微生物农药、肥料和饲料用酶产品以及以农业微生物基因资源为基础转基因植物的产业规模在逐步扩大,直接依赖于农业微生物技术和基因资源的我国农业生物产业的三个主要领域生物农药、生物肥料、饲料添加剂产品在2003年的年产值已达237亿元。

    我国地域辽阔,自然生态复杂,有着世界上最为复杂多样的农业生态和各种污染形式的生态环境,是多种多样的微生物赖以生存的条件,成为世界上微生物资源最丰富的国家之一。我国已鉴定的微生物物种已占全世界报导总数的10%以上。农业微生物资源是微生物资源的重要组成部分,2002年统计中我国已收藏的微生物菌株多少数量?。由于基因资源无专利保护,但从基因资源中克隆的基因却受到知识产权的保护,美日欧等国家的研究重点从上世纪90年代起已逐步从上述基础性研究工作阶段转入到从微生物种质资源中开展基因的鉴定、分离、克隆和应用技术创新的研究上,90%以上完成的全基因组测序的生物物种为各种资源微生物,从各种环境的不可培养微生物资源中寻找基因资源已成为目前的研究热点。基因资源的争夺已成为先进国家抢占21世纪生物技术制高点的主要战略目标,有可能是我国农业生物技术研究及其产业化发展的主要瓶颈。瓶颈的突破靠的是微生物菌种资源及基因资源的极大丰富和高质量的评价。