小小微生物化解粮食安全大问题——探访全省唯一国家植保微生物种质资源库

来源：湖北日报

11月20日，位于湖北省生物农药工程研究中心的国家植保微生物种质资源库，科研人员在斜面低温冷藏库查看微生物菌种。 （湖北日报全媒记者 薛婷 通讯员 江琦 摄）

11月20日，技术人员在养虫室忙碌。（湖北日报全媒记者 薛婷 通讯员 江琦 摄）

11月20日，科研人员通过显微镜观测微生物菌种。（湖北日报全媒记者 薛婷 通讯员 江琦 摄）

植物也会生病，尤其怕病虫害。专家估算，我国每年因病虫害导致粮食损失1400万吨，而过量使用化学农药，易造成环境污染、食品安全等问题。

微生物给人们带来希望。在位于武汉市南湖大道的湖北省生物农药工程研究中心内，有全省唯一一座国家植保微生物种质资源库。这里保存着17万余株各类微生物资源，等待被开发成微生物农药，为保障国家粮食安全“出战”。

湖北日报全媒记者 汪彤

通讯员 江琦

17万余株菌株存“银行”

微生物，顾名思义，一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物。它们与自然生态和人类生活密不可分，在农业生产中更是扮演了不可或缺的角色。土壤生态、作物健康、食药用、畜禽水产养殖、环境修复、废弃物资源化利用等无不需要微生物的参与。

在国家植保微生物种质资源库里，湖北日报全媒记者看到了它们“沉睡”中的模样——被密封在冻存管里的菌株。省生物农药工程研究中心副主任王开梅说，微生物培养物保存在低温环境中，其代谢活动减缓甚至停止，在零下80℃的超低温保存库中可以保存十年以上。

保存它们有什么用？王开梅介绍，自然界中天然存在着大量微生物，能帮助植物吸收养分、抵抗病虫害，强壮根系，提高产量，以及应对高温、严寒、干旱、盐碱等极端环境的胁迫。这类具有杀虫、防病、除草等生物防治功能的微生物，是国家发展生物农药产业、实现农药减量、保障农业绿色发展的重要资源。

为了收集它们，王开梅和同事几乎每年都会去野外，像猎人一样，跑遍大半个中国，深入林地、草原、荒地、河流，特别是一些人迹罕至的地方，采集染病昆虫和各种样品，再带回实验室寻找蛛丝马迹。他举例，敌人的敌人就是朋友。从染病害虫身上分离出的病原微生物，有可能就是我们需要的植保微生物，利用它们以菌治虫，就能抑制虫害的发生。

万株“潜力菌”脱颖而出

开展生防微生物资源鉴定评价，筛选出产业急需的植保微生物资源，是王开梅和同事的另一项重要工作。

由于资源数量庞大，筛选鉴定工作不能盲目进行。科研人员一般根据资源开发需要，锁定某一类生防特性微生物资源，在实验室进行菌种分离、纯化以及培养鉴定。

王开梅说，就像医生检查我们的身体一样，我们也需要对微生物资源进行鉴定，了解它们的形态、活性、代谢产物来源、功能基因、与植物以及环境如何相互作用，从而判断是否具有开发价值。为此，中心饲养了小菜蛾、棉铃虫、蚜虫等各类常见农作物害虫，培养了多种植物病原菌和杂草种子，开发了一套与农药活性相关的虫菌草筛选体系，供科研人员进行微生物农药资源的筛选和评价工作，可实现微生物资源的高通量筛选，处理能力可达每年150万样次。

经过多年研究，科研人员通过建立的筛选模型，从资源库中筛选出1万多株农用活性微生物资源。它们中，有的对小菜蛾具有高毒力，有的对大白菜根肿病防治效果好，有的能防治多种真菌病害……为生物农药以及微生物菌剂产品的创制提供了有力支撑。

已开发出十余种生物农药

近年来，我国东北玉米产区遭受玉米螟虫害，大大降低玉米籽粒品质，减少玉米产量。基于保藏的微生物资源活性信息与所建立的筛选体系，湖北省生物农药工程研究中心的研究人员仅用半年时间就从资源库中筛选出对玉米螟表现出优异杀虫活性的苏云金芽孢杆菌菌株。利用这一资源，相关高含量原药很快试制成功，进入市场，累计在东北地区防控面积达1000万亩。

苏云金芽孢杆菌是国际上用于微生物源低毒杀虫剂的主要微生物资源。目前，国家植保微生物种质资源库（湖北）已保存3000余株苏云金芽孢杆菌株，研究人员已完成所有菌株的农药杀虫活性评价，筛选出多株对不同种类目标昆虫的高活性菌株，开发出十余种生物农药产品，广泛用于粮食作物和经济作物病虫害防控。相关研究成果获得国家科技进步二等奖。中心还针对植食性害螨创制了“死亡谷芽孢杆菌”生物杀螨剂，具有广阔市场前景。

近几年，这里的科研人员又在为研发草地贪夜蛾生物防控产品作准备。草地贪夜蛾是一种破坏性强的迁飞性害虫，玉米如遭其啃食，产量损失可达50%以上，被称为“粮食杀手”。目前，已完成对草地贪夜蛾高毒力菌株的基因组测序以及分析，确定了该菌株基因组中含有的杀虫蛋白基因，发现它对多种夜蛾科害虫具有高毒力，为创制防控草地贪夜蛾的高效产品提供了支撑。

王开梅介绍，下一步，他们将继续完善保藏条件、加强资源评价与精准鉴定，为新型微生物农药及微生物制剂的创制提供丰富的资源，争取让更多农业微生物造福人类。