1. 農(nóng)業(yè)微生物資源擁有量不足，菌種和數(shù)據(jù)庫的對外依賴度高
我國農(nóng)業(yè)微生物資源專業(yè)菌種庫可公開獲取的庫藏資源總量約為1.75×10?株，而世界最大的農(nóng)業(yè)微生物資源庫保有可公開獲取的細菌和真菌資源總量約為9.8×10?株，說明我國農(nóng)業(yè)微生物總保有數(shù)量方面不占優(yōu)勢。發(fā)達國家利用規(guī)則制定、科技研發(fā)方面的先發(fā)優(yōu)勢，在微生物菌株資源方面占有主導權(quán)。我國是最大的微生物菌種資源進口國，在基礎研究和生產(chǎn)應用領(lǐng)域都對進口菌株資源、生物信息大數(shù)據(jù)形成依賴，如我國近10年發(fā)表的細菌新物種約為2700個，而引進的模式菌超過9700株。然而，隨著各國加強包括微生物在內(nèi)的遺傳資源保護力度并提升生物安全的重視程度，國際保藏機構(gòu)對微生物菌種的出口更為謹慎；特別是自新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情暴發(fā)以來，用于科學研究的常規(guī)菌種，其引進工作已顯困難。
發(fā)達國家對生物大數(shù)據(jù)進行了有效管理和利用，如歐洲、美國、日本的三大核酸數(shù)據(jù)庫掌握并管理了全世界的生物數(shù)據(jù)。2021年，美國國家生物技術(shù)信息中心的核酸數(shù)據(jù)庫共包括1.063×10?條序列，其中來自于中國的序列數(shù)目占比為37.54%。我國是生物數(shù)據(jù)產(chǎn)出大國，但沒有建成具有國際影響力的生物數(shù)據(jù)庫。在生物大數(shù)據(jù)、生物高技術(shù)出口管控趨于增強的背景下，我國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險。盡快追趕發(fā)達國家生物大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建自主可控的生物大數(shù)據(jù)并進行有效保護和管理，是我國農(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（WFCC）統(tǒng)計，2021年中國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%），專利菌種保藏數(shù)量約為3.72×10?株（占世界總量的比例為28.8%），絕對數(shù)量并不少；而我國的專利菌株發(fā)放率僅為3.3%，遠低于10%~500%的世界先進水平。菌種的共享率體現(xiàn)了他人對某個菌株的需求程度，能一定程度上反映菌株的質(zhì)量與價值。因此，我國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，同國外相比存在一定差距，難以滿足日益增長的新型微生物菌種和遺傳資源需求。例如，我國益生菌的年產(chǎn)值超過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
我國是12個高度生物多樣性國家之一，收集保存的微生物資源較美國、德國等發(fā)達國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有認識。由于沒有開展有目的、有計劃、系統(tǒng)性的國家級微生物資源普查項目，我國微生物遺傳資源量、分布現(xiàn)狀、資源變化狀況等基礎資料相對匱乏，在空間尺度上存在部分考察空白區(qū)域，制約了相關(guān)資源的收集保護和有效利用。我國雖已部署代表性生態(tài)系統(tǒng)微生物資源的調(diào)查工作，但科學考察與調(diào)查的數(shù)據(jù)沒有進行及時補充和更新，對生態(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)微生物資源保護體系不完善，種質(zhì)安全保障能力待提高
根據(jù)WFCC統(tǒng)計，目前我國微生物菌種保藏庫共有52家，其中國家?guī)?家，地方庫43家，數(shù)量并不少。這些保藏庫分布于17個省份，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)缺少國家?guī)欤?6個省份無保藏中心。我國構(gòu)建了中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（國家級保藏機構(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)量標準不統(tǒng)一，相應遺傳資源的長期安全保藏難以保障。目前，我國沒有建立成熟的資源集成機制和保護體系，未能將分散的資源進行有效集成和規(guī)范管理；保護體系層次與布局有待完善，資源散失的風險較高。
來源：中國工程院學報
