近日,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布國(guó)家農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源庫(kù)入選名單,沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)申報(bào)的國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境微生物種質(zhì)資源庫(kù)(遼寧)成功獲批。本次評(píng)選,全國(guó)有8個(gè)農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源庫(kù)入選,沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)申報(bào)的資源庫(kù)是東北地區(qū)唯一主攻農(nóng)業(yè)環(huán)境微生物的種質(zhì)資源庫(kù)。值得一提的是,該資源庫(kù)保存的極端環(huán)境絲狀真菌以其“嗜極特性”和“功能特異”引起評(píng)審專家的注意,其庫(kù)藏種類和數(shù)量均居全球首位。同時(shí),資源庫(kù)對(duì)于嗜性絲狀真菌的研究能力和水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
在資源保存區(qū),不同嗜性的微生物按照特性在不同區(qū)域“安家”;在實(shí)驗(yàn)操作區(qū),科研人員通過(guò)各種先進(jìn)的儀器設(shè)備,研究各類微生物的形態(tài)、功能和遺傳特性……
“我們的工作在‘微觀世界’中展開,從分子標(biāo)記、形態(tài)特征、生長(zhǎng)發(fā)育、生理生化和遺傳變異等方面對(duì)采集的各類農(nóng)業(yè)微生物樣本進(jìn)行分離、鑒定、篩選、保藏、功能分析、應(yīng)用評(píng)價(jià)和共享交流。”沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家農(nóng)業(yè)環(huán)境微生物種質(zhì)資源庫(kù)主任張世宏說(shuō),該資源庫(kù)包括中心試驗(yàn)室、資源保藏主庫(kù)、備份與冷藏庫(kù)和發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室四部分。入庫(kù)保藏的各種微生物種質(zhì)資源并不是“躺在資源庫(kù)里睡大覺”,團(tuán)隊(duì)的科研人員要進(jìn)一步進(jìn)行功能鑒定和生物安全分析,對(duì)具有應(yīng)用和開發(fā)潛力的資源進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),構(gòu)建復(fù)合微生物菌群,讓其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用,進(jìn)而推動(dòng)種質(zhì)資源庫(kù)由資源保藏中心向綜合性資源應(yīng)用中心轉(zhuǎn)變。
“普通微生物大多生活在溫暖潮濕的環(huán)境里,東北地區(qū)年平均氣溫基本在10℃以下,所以從理論上講,東北并不是微生物的樂土。”張世宏說(shuō),這種大環(huán)境,注定了遼寧的“土著”普通微生物不太活躍,但正因?yàn)橄鄬?duì)惡劣的條件,自然選擇了耐寒、生存能力強(qiáng)的極端微生物。這些有特異功能的極端微生物,成為資源庫(kù)升級(jí)為“國(guó)字號(hào)”的必備條件之一。
目前,資源庫(kù)保存菌種1萬(wàn)株、5萬(wàn)余份,其中代表資源庫(kù)特色的極端環(huán)境微生物絲狀真菌達(dá)5000余株、2.5萬(wàn)份,而且每年都有新鑒定的微生物成員加入庫(kù)藏行列。其他為生防微生物、植物內(nèi)生和根葉圍微生物等農(nóng)業(yè)環(huán)境微生物資源。在科研能力上,資源庫(kù)囊括了沈陽(yáng)農(nóng)大植保、能源、生物、食品、土環(huán)、畜牧和林學(xué)等領(lǐng)域的科研骨干力量,進(jìn)行學(xué)科交叉、跨界合作,旨在充分挖掘更多的微生物資源。
“絲狀真菌是等級(jí)最高的微生物,其種類繁多、功能強(qiáng)大。”張世宏說(shuō),絲狀真菌可以用于土壤生態(tài)修復(fù),用于秸稈、畜禽糞污等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物肥料化,用于有害生物的綜合防控,可以在一定程度上替代農(nóng)藥和化肥,推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。同時(shí),資源庫(kù)研究中心正在研究、開發(fā)其“附加”功能,比如微生物制劑在改善農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)味、品質(zhì)方面的能力,助力農(nóng)產(chǎn)品提質(zhì)增效;進(jìn)行污水處理、改善環(huán)境以及微生物冶金和微生物化工等。簡(jiǎn)言之,微生物雖 “身小”但“力不虧”,可在大產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮大作為。
目前已有成功案例。張世宏教授團(tuán)隊(duì)利用保存的豐富微生物資源優(yōu)勢(shì),科學(xué)構(gòu)建了一個(gè)核心微生物菌群——嗜鹽曲霉菌系,研制了“基于嗜鹽曲霉菌系的秸稈腐解與障礙土壤修復(fù)技術(shù)”。在冬季低溫和高滲條件下,適應(yīng)低溫和鹽漬環(huán)境的菌系首先發(fā)揮作用,啟動(dòng)生物質(zhì)腐解并提高秸稈發(fā)酵系統(tǒng)溫度;當(dāng)系統(tǒng)溫度升高后,適應(yīng)高溫的嗜熱菌系繼續(xù)發(fā)揮作用,加快秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物腐殖化和肥料化。該成果解決了東北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量秸稈無(wú)害化處理和有效利用難題,腐解秸稈使其轉(zhuǎn)化為植物易于吸收的有機(jī)肥料,土壤有機(jī)質(zhì)的提升將加快土壤鈉離子淋洗,緩解土壤鹽漬危害,可謂一舉兩得。該項(xiàng)科技成果以1200萬(wàn)元技術(shù)交易額完成轉(zhuǎn)讓,單筆交易額創(chuàng)沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)歷史新高,也刷新了遼寧省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)轉(zhuǎn)讓金額的紀(jì)錄。
今后,資源庫(kù)將在分離、鑒定、保藏儲(chǔ)存的基礎(chǔ)上,廣泛開展微生物遺傳育種、重要基因庫(kù)挖掘鑒定、綜合利用和人才培養(yǎng)工作,為遼寧省、東北地區(qū)以及全國(guó)寒冷地區(qū)的現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)提供科技支撐。