1. 農(nóng)業(yè)微生物資源擁有量不足，菌種和數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)外依賴度高

我國(guó)農(nóng)業(yè)微生物資源專業(yè)菌種庫(kù)可公開獲取的庫(kù)藏資源總量約為1.75×10?株，而世界最大的農(nóng)業(yè)微生物資源庫(kù)保有可公開獲取的細(xì)菌和真菌資源總量約為9.8×10?株，說(shuō)明我國(guó)農(nóng)業(yè)微生物總保有數(shù)量方面不占優(yōu)勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家利用規(guī)則制定、科技研發(fā)方面的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在微生物菌株資源方面占有主導(dǎo)權(quán)。我國(guó)是最大的微生物菌種資源進(jìn)口國(guó)，在基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域都對(duì)進(jìn)口菌株資源、生物信息大數(shù)據(jù)形成依賴，如我國(guó)近10年發(fā)表的細(xì)菌新物種約為2700個(gè)，而引進(jìn)的模式菌超過(guò)9700株。然而，隨著各國(guó)加強(qiáng)包括微生物在內(nèi)的遺傳資源保護(hù)力度并提升生物安全的重視程度，國(guó)際保藏機(jī)構(gòu)對(duì)微生物菌種的出口更為謹(jǐn)慎；特別是自新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情暴發(fā)以來(lái)，用于科學(xué)研究的常規(guī)菌種，其引進(jìn)工作已顯困難。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)生物大數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效管理和利用，如歐洲、美國(guó)、日本的三大核酸數(shù)據(jù)庫(kù)掌握并管理了全世界的生物數(shù)據(jù)。2021年，美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心的核酸數(shù)據(jù)庫(kù)共包括1.063×10?條序列，其中來(lái)自于中國(guó)的序列數(shù)目占比為37.54%。我國(guó)是生物數(shù)據(jù)產(chǎn)出大國(guó)，但沒有建成具有國(guó)際影響力的生物數(shù)據(jù)庫(kù)。在生物大數(shù)據(jù)、生物高技術(shù)出口管控趨于增強(qiáng)的背景下，我國(guó)獲取外部微生物菌種基因資源、生物大數(shù)據(jù)的能力存在弱化的風(fēng)險(xiǎn)。盡快追趕發(fā)達(dá)國(guó)家生物大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建自主可控的生物大數(shù)據(jù)并進(jìn)行有效保護(hù)和管理，是我國(guó)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切問題。

2. 農(nóng)業(yè)微生物資源保藏量與質(zhì)量脫節(jié)，大規(guī)模挖掘尚未開展，產(chǎn)業(yè)鏈源頭創(chuàng)新能力不足

根據(jù)世界菌種保藏聯(lián)合會(huì)（WFCC）統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)微生物資源總保有量約為4.23×10?株（占世界總量的比例為15%），專利菌種保藏?cái)?shù)量約為3.72×10?株（占世界總量的比例為28.8%），絕對(duì)數(shù)量并不少；而我國(guó)的專利菌株發(fā)放率僅為3.3%，遠(yuǎn)低于10%~500%的世界先進(jìn)水平。菌種的共享率體現(xiàn)了他人對(duì)某個(gè)菌株的需求程度，能一定程度上反映菌株的質(zhì)量與價(jià)值。因此，我國(guó)保有的微生物資源質(zhì)量不高，核心優(yōu)良菌種成為微生物資源開發(fā)與利用的瓶頸環(huán)節(jié)。

還要注意到，我國(guó)自然微生物資源極為豐富，但優(yōu)質(zhì)微生物遺傳資源數(shù)量的占比偏低，同國(guó)外相比存在一定差距，難以滿足日益增長(zhǎng)的新型微生物菌種和遺傳資源需求。例如，我國(guó)益生菌的年產(chǎn)值超過(guò)500億元（約占世界產(chǎn)值的17%），而優(yōu)良菌種的自主供給率不足10%。

3. 全國(guó)性的普查勘探尚未開展，農(nóng)業(yè)微生物遺傳資源狀況缺乏全面掌握

我國(guó)是12個(gè)高度生物多樣性國(guó)家之一，收集保存的微生物資源較美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在多樣性上存在差距，尚有大量微生物遺傳資源沒有得到應(yīng)有認(rèn)識(shí)。由于沒有開展有目的、有計(jì)劃、系統(tǒng)性的國(guó)家級(jí)微生物資源普查項(xiàng)目，我國(guó)微生物遺傳資源量、分布現(xiàn)狀、資源變化狀況等基礎(chǔ)資料相對(duì)匱乏，在空間尺度上存在部分考察空白區(qū)域，制約了相關(guān)資源的收集保護(hù)和有效利用。我國(guó)雖已部署代表性生態(tài)系統(tǒng)微生物資源的調(diào)查工作，但科學(xué)考察與調(diào)查的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)充和更新，對(duì)生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)生物資源考察的重視程度也顯淡薄。

4. 農(nóng)業(yè)微生物資源保護(hù)體系不完善，種質(zhì)安全保障能力待提高

根據(jù)WFCC統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)微生物菌種保藏庫(kù)共有52家，其中國(guó)家?guī)?家，地方庫(kù)43家，數(shù)量并不少。這些保藏庫(kù)分布于17個(gè)省份，但各區(qū)域分布不均衡，如北京市的保藏中心高度集中，華南地區(qū)缺少國(guó)家?guī)欤?6個(gè)省份無(wú)保藏中心。我國(guó)構(gòu)建了中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（國(guó)家級(jí)保藏機(jī)構(gòu)）牽頭，食用菌、乳酸菌、芽胞桿菌、根瘤菌、蘇云金芽胞桿菌、厭氧菌、菌根菌等專業(yè)型保藏機(jī)構(gòu)相結(jié)合的微生物資源收集保藏工作體系。然而，有超過(guò)50%的微生物遺傳資源分散存放在科研院所和高校，受限于保藏條件和專業(yè)性參差不齊、保藏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，相應(yīng)遺傳資源的長(zhǎng)期安全保藏難以保障。目前，我國(guó)沒有建立成熟的資源集成機(jī)制和保護(hù)體系，未能將分散的資源進(jìn)行有效集成和規(guī)范管理；保護(hù)體系層次與布局有待完善，資源散失的風(fēng)險(xiǎn)較高。

來(lái)源：中國(guó)工程院學(xué)報(bào)