编者按:本文来自微信公众号“35斗”(ID:vcearth),作者李秦,36氪经授权发布。上世纪60年代,发达国家在第三世界国家开展了农业生产技术改革活动,其主要内容是培育和推广高产粮食品种,增加化肥施用量,加强灌溉和管理,使用农药和农业机械, 以提高粮食产量。但过度使用灌溉用水和化肥、除草剂等化学物质却对环境造成了负面影响。35斗发现,农业微生物技术是一种对环境友好的绿色技术,它可以通过微生物工业化工程,来分解动植物废弃物资源,有效实现节能减排、生态文明等可持续发展目标。微生物:个头小作用大,开启数十亿美元的新兴市场微生物是土壤的重要组成部分,它们的存在也是维持农业活动的关键。土壤微生物包括细菌、古菌、真菌、病毒、原生动物和显微藻类,它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程,促进土壤有机质的分解和养分的转化,并与植物根系形成一个复杂的生态系统。在农业中,有益的微生物对于保持土壤健康、提高土壤肥力至关重要,它们的主要作用包括分解有机质、参与土壤养分循环过程、改善土壤结构、固氮、促进植物生长、防治病虫害等。一般来说,土壤中大多数微生物会在植物根际发挥作用。根际是受植物根系活动影响,在物理、化学和生物学性质上不同于土体的微域环境,它也是土壤-根系-微生物相互作用的微区域。根际微生物往往与植物形成共生关系,对提高作物产量、生产优质农产品很有帮助。例如,植物根际促生菌可促进植物生长及其对矿质营养的吸收和利用,尤其是磷和锌,并能抑制有害生物,保护根部免受有害病原体的侵害。另一方面,许多微生物对害虫有致病作用,利用这种致病性来防治害虫可以有效减少杀虫剂、杀菌剂等化学品的使用,而且不会对作物、周围的生态系统或人类健康造成危害,也有助于环境保护和可持续发展。据美国知名市场研究机构Research and Markets的报告显示,2018年,微生物农业的市场价值为34.5亿美元,预计在2019-2024年间,这一市场的复合年均增长率将达到18.6%。其中,北美市场所占份额最多,约为36.7%。多年来,北美地区精准农业的发展,以及对高产优质农作物、土地生产力、土壤健康的需求推动了农业微生物产品的市场增长。这一地区正在积极推广微生物产品的使用,特别是将其与化肥、农药相结合,以维持大规模生产。从地理角度来看,由于热带和亚热带蔬菜、水果产量增加,预计亚太地区的复合年均增长率将最高。农业微生物产品为提高作物产量提供了可行的、成本效益高的解决方案,这一市场的主要驱动因素有以下两点:首先是有机农业的发展。由于有害生物会对传统的人工合成农药产生抗性,而且微生物农药比人工合成的农药危害小,因为它通常只影响目标害虫和与其密切相关的其他生物,所以,一些种植者选择使用创新的微生物杀虫剂。农药、化肥价格的上涨,加上消费者对于有机产品和微生物农药的关注都促进了微生物农业市场的增长。第二点是对可持续农业的需求。全球人口的增长、城市化的发展、耕地面积的减少,加上公众对环境安全、食品安全的关注,使得作物产量必须增加,才能满足粮食生产的需要。据联合国人口学家预测,在2050年左右地球人口将会突破90亿,农业生产可能会增长两倍,而包括微生物技术在内的科技创新将在这一进展中发挥重要作用。对提高生产力、改善作物健康状况的需求以及有利的调控政策等因素,导致微生物农业市场呈指数级增长。目前,这一市场较为分散,小企业占据了市场的主要份额。一些领先的农业公司也正在积极投资这一领域,特别是生物农药,它们主要通过自主研发产品组合、收购或签订协议来打开市场。比如,全球著名的生命科学企业拜耳早已抢先布局生物农药领域。2012年拜耳收购美国生物技术公司AgraQuest,AgraQuest主要开发细菌类微生物农药产品,此次收购为拜耳争取到第一种生物农药Serenade。2013年,拜耳收购了生物农药公司Prophyta,Prophyta主要研发真菌类微生物农药产品,此次收购帮助拜耳建立起一个领先的生物产品技术平台,完善产品结构。而先正达通过与荷兰DSM公司建立合作关系,来共同开发基于微生物的农业解决方案。该项目旨在增强全球天然产品的多样性,解决全球有限资源与大量食物需求之间的矛盾。在这次合作中,先正达提供了其在农艺应用方面的专业知识、植物生物技术,以及其全球市场渠道和市场影响力。另外,先正达还建立了一个专门的研发平台,用于相关微生物的筛选。目前,虽然全球微生物全农业市场呈上升趋势,但微生物产品保质期和田间药效期较短,产品储存条件严苛都阻碍了市场的发展。此外,微生物菌剂相关技术的缺乏以及种子处理过程中需要大量的功能性微生物,是种子微生物处理中面临的一些挑战。备受资本青睐的初创企业:提高作物产量是核心全球“微生物+农业”创新企业一览数据来源:crunchbase,35斗整理01、Indigo AgIndigo Ag致力于研究能够在气候变化中生存的作物,并为农民提供技术解决方案。通过对于高生命力、适应力的植物进行测试,Indigo Ag将其独特微生物技术运用到天然种子包衣中,用以培养耐寒标本。2018年,Indigo高适应性玉米每英亩产量比传统作物多10%,其小麦产量提高了近15%,五个国家的农民在超过一百万英亩的土地上种植了Indigo作物。Indigo还创建了全球领先的农业微生物基因组信息数据库,以分析出对植物健康最有帮助的微生物,增加作物对于营养物质的摄入,提升水分利用率,抵御作物病虫害,从而获得稳定、可持续的农业产量。02、ZymergenZymergen 利用机器学习等技术来研究微生物的基因组,例如重新设计微生物的基因组成、寻找能产生某种蛋白质的基因组。得到强化的微生物可用于各种现有工业流程,针对农业,Zymergen 通过大数据和自动化,为种植者推荐所需的微生物种类。2018年12月,Zymergen宣布完成超过4亿美元的C轮融资,由软银领投,参投者包括现有投资者 DCVC和True Ventures等。03、Ginkgo BioworksGinkgo Bioworks是位于波士顿的一家生物科技初创公司,此前主要利用生物技术为香水、食品等行业生产香料。2017年,拜耳生命科学中心部门投资1亿美元与Ginkgo Bioworks共同组建了一家新公司,旨在通过生物解决方案提高肥料利用效率、减少氮肥用量。新公司的业务聚焦在植物寄生微生物、土壤微生物的研究上,计划利用微生物的固氮作用减少肥料投入量。04、AgBiomeAgBiome专门研究微生物菌群在农作物生长中的作用,开发可用于作物保护的创新生物产品,为全球农业提供新型微生物产品和解决方案。AgBiome已经对26000种微生物进行了测序,并分析了它们的特性。该公司的创新型产品Howler,是一种可用于作物病害控制的生物杀菌剂,适用于多种作物、草坪和观赏植物。05、Pivot BioPivot Bio曾制造出世界上首个能产生氮的微生物,这种微生物可作为一种可持续的肥料,嫁接到玉米上。与合成化肥不同,产氮微生物能将氮直接输送到玉米植株的根部,并贯穿整个生长季节。Pivot Bio已与几个玉米主产州的农民合作,对该产品进行测试,并计划于2019年开始销售该产品。经过5个生长季节的研究和开发,Pivot Bio公司的肥料可以替代每英亩25磅的氮。06、Inocucor TechnologiesInocucor Technologies是一家位于加拿大蒙特利尔的农业生物科技公司,主要研发以生物为基础的可持续产品,以提高作物产量,缩短生长周期,并为有机种植者、温室种植者以及主流生产模式的农民带来更具适应性的土壤。目前,Inocucor已研发出多种用于农场和温室的微生物菌株,公司主要投资者有 TPG Alternative & Renewable Technologies、Desjardins、Cycle Capital。07、NewLeaf SymbioticsNewLeaf Symbiotics是一家开发、生产、商业化有益植物微生物产品的农业技术公司,其相关专利和创新技术能促进植物生长和养分吸收,帮助农民提高产量。该公司还从事实验室、温室和田间产品试验,主要研究粉色色素兼性甲基营养菌。08、BioConsortiaBioConsortia致力于通过微生物解决方案改善天然植物性状,提高作物产量。该公司采用自主研发的“先进微生物筛选流程”专利技术,让作物接触不同的土壤和微生物群落,并筛选出那些能够在干旱、寒冷等恶劣环境中表现良好的有益群落,然后进行有目标的培育,从而研发出相应的微生物产品。09、BiOWiSHBiOWiSH研发的创新型生物催化剂产品,主要服务于农业和环保领域。该公司从生物学角度出发,用微生物技术解决肥效期短的问题,与化学抑制剂不同的是,其产品主要是通过强化土壤中微生物的作用,进一步活化土壤中氧、磷养分,达到减量增效的目的。10、Aphea.BioAphea.Bio主要生产基于天然微生物的下一代“生物杀虫剂”,以替代化学农药,降低对环境的负面影响。此外,该公司还开发新型“生物刺激剂”,即通过促进土壤养分的吸收来刺激作物生长。其核心技术主要应用在小麦、大麦和玉米上。11、Plant Response BiotechPlant Response Biotech是一家来自西班牙的绿色生物技术公司,主要研发和销售新型生物制品,用于解决抗性问题,提高作物产量,减少有害化学产品在农业中的使用。该公司已经开发了多套生物产品组合,帮助作物应对环境压力,例如干旱以及真菌和细菌疾病相关的生物压力。这两个因素都会降低作物产量,给种植者带来风险,影响整个食物链供应。12、Adaptive Symbiotic TechnologiesAdaptive Symbiotic Technologies推出了一系列共生真菌产品,以增加谷物、蔬菜、豆类等作物的耐受性。其微生物产品BioEnsure,主要目标是玉米作物,旨在提高植物应对盐碱地、极端温度和干旱等非生物压力的能力。据该公司称,在相关的田间试验中,产量增长高达85%。13、Biome MakersBiome Makers利用生物信息学对微生物进行测序,并结合专有的计算系统来整合生物的详细信息,建立数据库,为农场主、种植者提供改善农业生产的建议。Biome Makers推出的第一款产品叫做WineSeq,是专门针对葡萄种植者的管理平台,它可以帮助酿酒师鉴定真菌和细菌特征。中国的微生物农业产业:政府助力,科研机构领头中国在2017年成立了国家微生物农业产业技术创新战略联盟,计划对产业发展中的共性技术瓶颈展开联合攻关,推动产业实现重大技术突破,培育著名品牌和龙头公司。该联盟以创新为重点,衍生、培育出了一批“微生物农业”产业新技术研究、示范单位,进行微生物农业产业的研究、开发,以促进我国农业的高效和可持续发展。有业内专家指出,发展微生物新型农业,有利于 “二维结构”的传统农业(植物、动物资源)转化为 “三维结构”的新农业(植物种植业、动物养殖业和微生物发酵转化业),而新农业产业结构较为健全,能有效地节约资源。目前,在中国,主要是科研机构在开拓这一领域。比如,东北农业大学开发出适合于寒地秸秆腐熟的微生物菌剂,在解决秸秆还田的同时,还可以增加土壤有机质和营养元素,让土地更肥沃,实现资源再生。目前,东北农业大学将这项技术推广到了牡丹江市、齐齐哈尔市、佳木斯市、密山市、建三江农垦局等地,建立了30余个秸秆腐熟制肥处理点,已累计处理秸秆300余万吨,蘑菇及木耳种植废弃菌包300万吨,动物粪便排泄物500万吨以上。2018年,中国科学院微生物研究所开发的生姜高效功能性微生物菌肥在生姜大田种植试验过程中获得成功,每亩增产可达25%至30%。目前使用该菌肥的大田试验有100多亩,经测产每亩产量毛重可达11吨,与对照组相比每亩增产2.5吨左右。菌肥的功能性微生物是从生姜种植土壤中分离筛选所得,使用该菌肥能有效防控生姜土传病害,同时也可改良土壤,增加土壤团粒结构,提高土壤的通气、透水、保水保肥能力,最终实现生姜的高质高产。虽然微生物技术在农业领域的应用还处于起步阶段,但在未来,它会对作物生长、土壤修复、肥料、农药等相关领域产生广泛影响,成为受资本青睐、具有发展潜力的新兴产业。参考资料:1.https://fungialert.com/what-are-good-and-bad-soil-microorganisms/2.https://www.businesswire.com/news/home/20190430005789/en/Global-Agricultural-Microbial-Market-Report-2019-Forecasts3.https://www.researchandmarkets.com/research/vdth4t/global?w=44.http://www.sohu.com/a/242355605_7407965.http://www.nyguancha.com/bencandy.php?fid=58&id=9328声明:35斗所刊载内容之知识产权为35斗及相关权利人专属所有或持有。文中出现的采访数据均由受访者提供并确认。未经许可,禁止进行转载、摘编、复制及建立镜像等任何使用。
11月22日,由广西鑫天兰主办、慕恩生物协办的“广西鑫天兰2020感恩回馈暨慕恩生物产品上市沟通答谢会”在南宁成功召开,现场来自广西香蕉、柑橘、火龙果大基地的五十多位种植老板齐聚一堂!答谢会在鑫天兰总经理陈恩云的致辞中拉开序幕,慕恩生物首席运营官崔剑锋致谢鑫天兰团队并表示双方通力合作,通过微生物菌剂赋能种植,创造好收成好收益。随后慕恩生物多样性研发总监陈娟博士、市场总监段栌钦进行了微生物防治主题报告、产品知识培训及经验分享。现场气氛热烈,大基地种植老板充分认可和肯定微生物菌剂的出色防效,踊跃订购。会议现场自2019年起,慕恩生物就深度调研广西种植现状,为包括广西香蕉、柑橘等作物的种植推行“以菌治菌”的微生物防治。此次答谢会暨产品上市沟通会的圆满成功,不仅是为明年的春耕做好规划和准备,更是意味着慕恩微生物菌剂产品(菌养元、菌线灵、晓微)走进广西更多的香蕉、柑橘和火龙果万亩大基地!慕恩生物将携手合作伙伴鑫天兰,持续为广西乃至全国的种植户提供绿色高效的微生物防治高效方案。会后合影
11月8日,河北省(保定)农用微生物菌种产业技术研究院揭牌成立,重点以研发土壤修复功效和畜禽粪便腐熟微生物菌种的菌株选育组配、农用微生物菌种发酵工艺和代谢产物的定性、关键技术为方向,开展专项课题研究,打造农用微生物菌种产业优势的科研人才团队和高效研发平台,以微生物菌种和相关产品研发为核心业务,引领培育发展新动能。【来源:保定市科技局】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn
【能源人都在看,点击右上角加'关注'】土壤重金属污染与修复是全世界持续关注的环境科技热点。生物炭与功能性微生物的联合修复是近年来新兴的一种重金属污染土壤绿色可持续修复策略。但当前对于复合菌剂中生物炭和功能微生物对土壤重金属稳定化修复效果的贡献缺乏研究,对土壤重金属稳定化修复效果的评价主要通过单一或连续化学提取的金属形态分析,亟需基于多受体重金属生物有效性和土壤功能恢复的系统性评价。中国科学院烟台海岸带研究所骆永明研究员团队以玉米秸秆型生物炭和重金属(Cu、Cd)耐性细菌Pseudomonas sp. NT-2为材料,通过75天的盆栽实验,采用重金属形态的Tessier连续提取法分析和植物、微生物及人体等多受体生物有效性分析,并结合土壤酶活性分析和基于16S rRNA基因的高通量测序分析,系统阐明了生物炭负载微生物菌剂对Cd、Cu污染土壤的稳定化修复效果与作用机制。研究结果表明,5%生物炭菌剂的施用可使土壤pH维持在7.2-7.5之间;5%生物炭菌剂的添加显著提高了土壤中残渣态Cd和Cu的比例,降低了交换态Cd和碳酸盐结合态Cu的比例。DTPA提取态和UBM胃肠提取液模拟试验结果表明,5%生物炭菌剂的添加显著降低了土壤中Cd和Cu的植物有效性和人体生物可给性(图1)。生物炭菌剂的添加显著提高了重金属污染土壤中脲酶和脱氢酶的活性。与单纯施加生物炭相比,生物炭基菌剂的添加可提高土壤中重金属耐性功能菌Pseudomonas sp.的丰度,并显著改善土壤微生物群落结构(图2)。图1 修复过程中土壤重金属生物有效性的动态变化(a)植物有效态Cd(DTPA-Cd)的动态变化;(b) 植物有效态Cu(DTPA-Cu)的动态变化;(c)修复后土壤的模拟人体胃相Cd和Cu的生物可给性图2 不同处理土壤中假单胞菌属微生物的相对丰度(a)和微生物群落结构的PCoA分析(b)综上所述,与单独施用生物炭相比,负载功能微生物NT-2菌株的生物炭菌剂在土壤重金属稳定化效果和土壤环境质量改善等方面均具有更显著的效果。研究成果可为发展重金属污染土壤的绿色可持续修复技术提供功能材料和理论依据。该研究成果近日发表于环境科学领域一区Top期刊Environment International(IF: 7.943)。本研究受国家重点研发计划、国家自然科学基金及烟台市重点研发计划等项目资助。免责声明:以上内容转载自生态修复网,所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社
年初一场突如其来的疫情,让所有农资人措手不及。但抗疫情,保春耕,慕恩人在行动。为了更好地普及农业微生物相关知识,指导种植户科学合理用菌,慕恩生物直播间正式上线!2月24月,直播间第一讲顺利开播。在这一讲中,慕恩生物的研发总监、中科院微生物所博士——王琳,慕恩生物市场总监、农业微生物菌剂专家——段栌钦,与大家共同探讨了微生物菌剂的选择与应用等方面的相关内容。科学家们专业严谨又深入浅出的讲解,吸引了众多农资行业从业者及种植户前来围观,在行业内打造出了一个“慕恩现象”。之后,我们将会继续进行“科学家与农户面对面”的直播形式,为广大种植户解决更加实际的种植问题。下面,让我们一起回顾第一讲直播精彩集锦吧~01:11
菌中缘微生物菌剂植物原料,优选菌种!绿色农业好帮手菌中缘微生物菌剂发酵原料为玉米芯、棉籽壳、麦麸、油枯、豆粕、草本类中药渣等天然有机植物原料,不含有重金属、抗生素。并且通过90天以上生物发酵而成,所有原料完全腐熟,安全可靠。本产品与中国农业大学、国家增产菌技术研究推广中心王琦团队合作,精选功能性微生物菌种,其中含有的菌种可以有效抑制病菌孢子发芽和菌丝分裂,可固氮、解磷、解钾,增加土壤养分、改良土壤结构、提高化肥利用率的同时,还能够提高作物抗病、抗旱、抗寒能力。产品规格:40kg/袋产品外观:含大量植物纤维,较粗糙,产品呈现完全腐熟后的黑褐色,另有部分含生物菌的白色小颗粒。产品气味:完全腐熟,无刺激性气味原料成分:玉米芯、棉籽壳、麦麸、油枯、豆粕、草本类中药渣等植物原料配料:矿源黄腐酸,中微量元素,优选生物菌种。技术指标:《菌中缘微生物菌剂》标准:GB20287-2006植物源有机质≥50%有效活菌数(cfu)≥5.0亿/g矿源黄腐酸+中微量元素≥10%水分≤30%产品优势1. 植物原料四川中农润泽生物科技有限公司所生产的菌中缘生物有机肥,主要原料选用玉米芯、棉籽壳、麦麸、油枯、豆粕、草本类中药渣等天然有机植物原料,原料不含有重金属、抗生素。有机养分更加亲和植物,容易被吸收。2. 90天生物发酵技术四川中农润泽生物科技有限公司与中国科学院应用生态研究所、中国农业大学、四川省农科院、四川农业大学等多家科研机构合作,采用国内最先进的生物发酵菌,90天以上微生物有氧发酵。发酵管理:发酵料每15天一次翻堆,并且详细记录,深层发酵温度高达60-70℃,可以有效杀灭有害菌、寄生虫和虫卵。 长时间陈化:陈化长达一个多月,能有效进行再次发酵,并且可以将水分控制在30%以内。抽查出库:每一批出厂产品在包装前都要经过严格的检测,各项指标达标才能出厂,不达标的产品会重新发酵,直到各项指标达标才允许出厂。3. 优选微生物菌种中农润泽和中国农业大学、国家增产菌技术研究推广中心王琦团队合作,精选可用于土壤改良的优质微生物菌种,其中含有的菌种可以有效抑制病菌孢子发芽和菌丝分裂,可固氮、解磷、解钾,增加土壤养分、改良土壤结构、提高化肥利用率的同时,还能够提高作物抗病、抗旱、抗寒能力。4. 优选微生物菌种功能介绍侧孢短芽孢杆菌:促根、杀菌及降解重金属。地衣芽孢杆菌:抗病、杀灭有害菌。枯草芽孢杆菌:增加作物抗逆性、固氮。淡紫拟青霉:可明显减轻多种作物根结线虫、胞囊线虫、茎线虫等植物线虫的危害。5. 代表案例展示案例一:使用微生物菌剂育苗的黄瓜贵州清镇1200亩蔬菜大棚基地使用中农润泽微生物菌剂后效果明显,用于黄瓜育苗,所萌发的黄瓜苗根强叶茂,存活率高,并且抗逆性强。园内番茄、南瓜、茄子等作物在使用后,根系情况发生了明显的转变。案例二:使用微生物菌剂育苗的柑橘眉山市东坡区尚义镇爱媛38使用中农润泽微生物菌剂和中农润泽水溶肥配套方案后,土壤得到明显改良,在短时间内柑橘植株抽梢明显,并且植株整体树势恢复良好,增强了营养吸收能力。6. 使用方法和注意事项大田作物采用全田撒施,经济作物采用穴施或条施。根据作物的不同时期,用量200kg——2000kg/亩不等;每次采摘后进行适量的追肥。果树类采用环施、穴施、条施或放射性施肥,根据植株大小,每株5 -10kg。具体使用方法及用量,可以根据当地的土壤情况以及农技部门门的建议合理使用。1、勿与农药混合使用,若使用农药,必须间隔安全时间后再使用该产品。使用该产品后,必须覆土淋水,以确保生物菌繁殖和生长。2、应储存在阴凉、干燥、通风处;运输过程中有遮盖物,防止日晒雨淋。7. 企业介绍四川中农润泽生物科技有限公司是专业从事有机肥料、生物有机肥、微生物肥料、有机无机复混肥料的研发、生产、销售的企业,同时专业的技术服务团队也为种植户提供作物种植的全程解决方案。公司产品丰富,质量可靠,在市场上享有很高的美誉度,得到了广大种植户的认可和称赞。公司硬软件实力在国内均处于领先地位,是有机肥行业的领军企业。联系方式:四川中农润泽生物科技有限公司地址:成都市温江区循环经济园区(寿安镇)
微生物也就是我们通常所说的菌种,是生物饲料生产中非常重要的因素。我们梳理了历届“中国生物饲料科技大会”中各位专家学者与此有关的论述,整理成今天这篇文章,以飨读者。历届大会专家云集,不少专家都对生物饲料中的菌种做了深入研究,这些研究涉及菌种的筛选、菌种的安全性评价、菌种的功能特点以及生物饲料中菌种的检测等方面。1. 菌种筛选关于菌种的筛选,中科院天津工业生物技术研究所博士生导师,同时也是中科康源(唐山)生物技术有限公司董事长的张东远研究员专门提出:先进菌种开发是生物饲料开发的“王道”。并提出结合“组合诱变技术”和“高通量筛选技术”的筛选思路。组合诱变技术即通过一系列物理诱变、化学诱变、等离子体诱变以及它们的组合诱变,形成巨大的菌种突变体库。然后再结合高通量筛选技术从菌种的汪洋大海中筛选出目标菌种,比如产酶、产抗菌肽、产虾青素的高产菌种。关于高通量筛选,张东远博士特别介绍了微流控和流式细胞仪两种技术,微流控技术能形成相互分开、互不干扰的液滴微反应器,使单细胞分析和筛选细胞或其胞外分泌产物成为可能,再结合流式细胞仪的单细胞分析能力就能实现对单个细胞的筛选。对比传统微孔板筛选技术,该系统每小时能分析数十万菌株,降低试剂成本百万倍,具备速度快、通量高、成本低等显著特点,在菌种筛选中作用巨大。内蒙古农业大学“乳品生物技术与工程教育部重点实验室”孙志宏博士介绍了实验室经过近20年的积累,构建了中国最大的乳酸菌菌种资源库。2001年至今,该实验室从中国、蒙古国、俄罗斯、哈萨克斯坦、巴拉圭等国家不同地区采集自然发酵乳制品、母乳、酸粥、泡菜、酸面团、米酒曲、鲊广椒以及人母乳和粪便、动物粪便等样品2,676份,从中分离乳酸菌8,520株,包括乳酸菌的8个属,146个种及亚种。但是菌株之间系统发育关系不明确和代谢多样性制约了乳酸菌的进一步开发利用,鉴于这些原因,该实验室应用二代测序技术完成了乳杆菌属213株模式菌株的基因组重测序。其中发现兼性异型乳杆菌位于祖先分支,逐渐分化为同型发酵、异型发酵乳杆菌;在这一过程中伴随有特征性糖代谢基因丢失和钝化的现象。如异型发酵菌株都不编码磷酸果糖激酶(pfk)和二磷酸醛缩酶(fda)。同时发现这些乳杆菌属的成员中细胞壁蛋白酶(CEP)有显著的进化特异性,比如赫赫有名的保加利亚乳杆菌家族成员多含有特定的结构。这些发现和系统发育研究对指导我们的菌种筛选方向有重要意义。福建省农科院农业生物资源研究所研究员、微生物菌剂研发与利用国家地方联合工程研究中心主任刘波研究员关于生物饲料中菌种研究,则主要聚焦于生物饲料的先导菌种——芽孢杆菌,指出世界芽孢杆菌有10个科,136个属,1192个种;其中中国共有种类487种,占世界的40.8%;他的团队分离的“中国新纪录种”235个,占中国的48.2%,共保存了38,000株芽孢杆菌。针对芽孢杆菌的筛选,提出生物饲料菌种满足发酵的要求,应关注菌种的寡营养性研究,除了高产蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等筛选,还需从适应高温、适应缺氮或缺碳生长等方面加以研究;满足益生的功能,则可以从对有害菌的抑制方面着手。中国农科院饲料研究所“中国-挪威鱼类消化道微生物联合实验室”周志刚研究员根据在水产领域关于生物饲料的研究,提出肠道黏附才是鱼类饲用乳杆菌抗感染的前提,而不是传统被认可的病原菌抑制,并举例说明了抑菌力小而粘附力强的菌种对罗非鱼、斑马鱼抗病力更强的情况。肠道黏附是一个需要更细化的概念,比如乳杆菌在斑马鱼肠道的黏附类型至少可以分为混合黏附、粘膜黏附、黏液黏附三种。根据鱼的浸浴攻毒免疫保护率试验结果表明,鱼类消化道混合黏附乳杆菌抗病力显著高于粘膜黏附或黏液黏附型,其中黏液黏附型乳杆菌停喂后会迅速流失诱发鱼类抗病力崩溃。综合以上问题,提出了水产领域生物饲料菌种筛选的特点,即鱼类消化道菌群存在巨大个体差异、种间差异与节律变化,并受制于多变的栖息生境及饵料来源,无论是菌群多样性、丰度还是稳定性均远不及哺乳类消化道微生态,而且传统益生菌并非鱼类消化道土著优势菌群。鱼类消化道菌群调控虽然可以摒弃传统益生菌的思路,改从鱼类消化道土著优势菌着手,但这些优势菌以厌氧的革兰氏阴性菌为主,产业开发及应用受到限制。鉴于此,我们一方面可以通过基因工程的方法将其有害效应元件去除;另一方面可以通过生物工程或生物化工的方法将传统益生菌和鱼类消化道土著菌(包括通常被视作潜在病原菌的种属)的益生元件放大加以应用。对于菌种的筛选,第三军医大学基础部实验动物学教研室主任魏泓教授介绍了一种特别的研究方法,即通过建立规模化无菌动物制备繁育体系,利用无菌动物来筛选菌种或菌群。无菌动物是菌株必不可少的研究工具,不管是在表型驱动、逐级筛选策略中筛选功能菌株,还是在阐明菌株之间相互关系以及菌株与宿主关系中都是必不可少的。2. 菌种安全性评估除了菌种的筛选,生物饲料的菌种作为益生菌,其安全性一直是世界各国关注的焦点。欧盟目前执行的是QPS(qualified presumption of safety,QPS))审批制度,QPS即“有资格认定是安全的”,是一种基于合理的证据和允许限制使用的假设。欧盟的这种审批制度可以提高安全性评价的连续性,由于减少了对具有悠久安全使用历史菌种进行不必要的、全面的安全审查,因此节省评估资源,而对个别菌种的某些方面存在怀疑时才进行安全性评估。但是关于悠久使用历史的标准难以判断,用来支持“安全使用历史”的数据最好是充足且可靠的,包括同行评议的科学出版物、政府文件、专家的科学意见等。目前欧盟的QPS目录中可以饲用的菌种大概有80余种,包括乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等。美国目前没有单独可用的益生菌名单,执行的是一种GRAS(generally recognized as safe,GRAS)的审查机制。一种新益生菌的GRAS审查不是由食品药品监督管理局(FDA)来进行,而是由申请者负责。申请者自行组织专家,根据已有的科学文献和生产者的试验结果,评估所采用的生产流程、使用方式以及使用量下的安全性。如果评估结果符合GRAS要求,就向FDA备案。FDA不进行研究,只对申请材料是否可靠进行评估。如果没有不同意见,就认可申请者的结论, 如果认为材料不足以作出GRAS的结论,就以“证据不足”作为答复。我国对生物饲料菌种的管理,类似于欧盟,也是一种目录管理的方式。我国第一部生物饲料团体标准《生物饲料产品分类》中明确规定,生物饲料所用菌种必须是我国《饲料添加剂品种目录(2013)》中允许使用的菌种。根据我国的管理制度,该目录以外的菌种存在安全风险,都是禁止在生物饲料中使用的菌种。历届大会各专家学者对生物饲料菌种的安全性评价也都十分关注。中国农业科学院饲料研究所饲料加工创新团队李俊博士曾在大会中介绍了一个欧盟案例,即2015年8月欧盟食品和饲料快速预警系统(RASFF)通报了一起意大利产的用于猪饲料的谷氨酸渣中检出大量致病微生物蜡样芽孢杆菌以及其他细菌,分析可能是该批次产品生产菌种污染或灭菌不严格造成。在我国,蜡样芽孢杆菌不是生物饲料中允许使用的菌种,虽然某些国家某些蜡样芽孢杆菌菌株可以添加到饲料中使用,但产毒素的蜡样芽孢杆菌可以导致动物和人类中毒,在我国引发的食物中毒事件总量仅次于沙门氏菌。因此,这一事件也应引起我们的足够重视。内蒙古农业大学“乳品生物技术与工程教育部重点实验室”主任张和平教授、中国农科院北京畜牧兽医研究所李明博士也都曾在大会报告中指出,即使所用菌种在《饲料添加剂品种目录(2013)》中,其有些安全性问题也应受到重视。李明博士介绍目前乳酸菌的安全性评价主要集中在两大方面,一是乳酸菌的抗药性基因,即在发酵过程和在宿主肠道中,抗药性基因转移的问题;二是乳酸菌的毒力基因,即关于影响宿主与组织关联性、影响宿主防御机制、分泌细胞裂解素等基因的评价。针对农业农村部规定新进入市场的益生菌需要明确到菌株,以及需要找到菌种的所有毒力基因和耐药基因等方面的要求,提出全基因组测序应作为益生菌安全性评价的首要方法。3. 菌种功能研究历届生物饲料科技大会,很多专家也都对某些菌种的功能研究进行了汇报。中国农业大学动物营养学国家重点实验室张日俊教授、中国农业大学动物科技学院谯士彦教授、中国科学院微生物研究所钟瑾研究员、江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室邓禹教授都曾重点介绍了生物饲料中菌种抑菌物质的研究。张日俊教授主要介绍了发酵饲料中高产细菌素及EPS乳酸菌的相关研究,指出细菌素是由细菌通过核糖体合成,具有杀菌或抑菌作用的肽类物质,其具有抑菌谱较窄、无毒、无残留、无抗药性等特点,可以作为天然防腐剂,也是抗生素替代品的优选方案。EPS也就是微生物的胞外多糖,具有免疫、抗氧化、抗癌、降胆固醇等功效。中国农大谯士彦教授则主要介绍了生物饲料菌种的抗菌肽研究,指出抗菌肽是具有直接抗菌和菌群调节作用的固有免疫效应分子,抗菌肽多途径的抗微生物感染机制使微生物不易对其产生耐药性。抗菌肽在调节和平衡微生物引起的炎症反应方面发挥重要作用,虽然一些核心的机制问题尚需进一步研究。抗菌肽在宿主细胞活化的多个步骤中也都有全面的能力,因此,抗菌肽不仅可控制微生物生长,还可修正炎症反应,重点介绍了枯草菌肽和肠杆菌肽方面的研究。中科院微生物所钟瑾老师也介绍了关于细菌素方面的研究,特别是重点介绍了羊毛硫细菌素的相关研究。羊毛硫细菌素是由细菌的核糖体合成,经翻译后修饰形成特殊氨基酸如羊毛硫氨酸lanthionine(Lan)、甲基羊毛硫氨酸methyllanthionine(MeLan)或脱氢氨基酸的一类具有一定抑菌活性的小肽,一般含有19-38个氨基酸,由革兰氏阳性菌产生,大多是乳酸菌或芽孢菌。钟老师详细介绍了羊毛硫细菌素的代表——nisin,nisin是Ⅰ类羊毛硫细菌素,也被称为乳链菌肽或乳酸链球菌素。此外,一些新型的细菌素suicin和cerecidin,以及新型非核糖体合成肽JM4-A和JM4-B的研究,为生物饲料菌种的功能研究开阔了思路。江南大学邓禹教授主要对生物饲料中乳酸菌益生作用的关键因子做了解析,研究乳酸菌中抑菌物质的系统和乳酸菌中糖苷酶。乳酸菌中的糖苷酶可以补充宿主在消化酶上的不足,帮助分解消化道中未被充分水解的营养物质,利于宿主进一步吸收利用,增加宿主必须维生素、氨基酸、微量元素等物质的获取,这对开发生物饲料中特定的益生菌、益生元产品以及精细化的菌酶协同发酵饲料产品具有重要指导意义。此外,中国工程院院士、江南大学食品学院陈卫教授就生物饲料中菌种对重金属危害的减除作用做了专门介绍。重金属中毒的传统治疗方法中要么副作用大,比如有很强的肾毒性,要么效果有限,而且没有针对性,比如补充维生素、果蔬等,而益生菌有可能是一种理想的应对策略。通过大量试验寻找适合的菌株,最终找到了一株既有强吸附能力,又有强耐受能力的植物乳杆菌,并以罗非鱼模型研究了其对镉暴露的保护作用,为我们开发减除重金属危害的生物饲料提供了思路。4. 菌种的检测生物饲料中的菌种需要经过大量的筛选,需要经过安全性评价,也应该具有各种各样的功能,但是当其应用到生物饲料中时,经过了生物饲料生产的发酵过程,发酵过程往往是一个多菌种的生长代谢过程,有益菌得到生长,有害菌受到抑制或者杀灭,那如何精确检测这一过程和结果呢?内蒙古农业大学“乳品生物技术与工程教育部重点实验室”主任张和平教授系统地介绍了一种方法可以实现这一目的,该方法首先是用PMA处理样品,PMA 常与 DNA 扩增技术相结合,并以细胞膜完整性作为活菌评价标准,实现对活菌的有效检测。样品添加 PMA 后,PMA 可被活菌完整的细胞膜阻止在外,但能渗入膜损伤细胞并插入双链 DNA 内。然后进行16S RNA全长扩增,再进行PacBio SMRT深度测序,就能把活菌与死菌分开进行鉴定。通过这一技术,发现发酵后的生物饲料菌群物种丰度指数和多样性指数均显著低于发酵前。这一结果表明添加益生乳酸菌发酵剂抑制了众多腐败菌和杂菌的生长,饲料中的微生物趋向单一化。这也为我们证明发酵饲料的生物安全性提供了有力的技术手段。结语关于微生物的研究,特别是肠道微生物的研究,目前是世界各国的重点研究方向。我们生物饲料中的菌种研究也是方兴未艾,甚至可能才刚刚起步,还有很多的未解之谜有待我们共同开启,还有很多的特殊功能需要我们共同探索,生物饲料开发国家工程研究中心将不断丰富和完善中国生物饲料科技大会的形式和内涵,为更好的传播生物饲料科技不断努力!声明:本篇图文版权归原作者所有,若有侵犯到您的权利,请联系我们删除。
为什么生物炭中微量元素微生物菌剂能让种植户获得惊人的丰收?近日,河南南阳黄台岗镇的生物炭中微量元素微生物菌剂马铃薯喜获丰收,前来抢购的的客户络绎不绝,马铃薯主人王景东露出了满意的笑容,逢人便夸丰夷功!据王景东讲,他是从2018年12月接触到生物炭中微量元素微生物菌剂的,那是他第二年种马铃薯,作为新手,听了化肥经销商的话,3.8亩大棚用了7000多元复合肥做底肥,导致马铃薯只长棵不出花,自从19年4月中旬追施生物炭中微量元素微生物菌剂,不出半月,密密麻麻的花枝萌出,让这个马铃薯新手喜出望外!比别人晚摘了两个月,收成在当地独占鳌头!2019年育苗开始就用上了生物炭中微量元素微生物菌剂,育一亩苗成本不足1100块钱,比起2018年的育苗成本15500多元降了90%多!不仅节约了成本,而且卖出去三万多元的马铃薯种,这个收成别说在当地,在业界都是难得的好收成。一切都按照丰夷科技的要求种植管理,王景东的马铃薯早于别人接近一个月上市了,别人家化肥管理的还没有见花,她已经每天出二三百斤的马铃薯了,平均售价800多元……使用生物炭中微量元素微生物菌剂后的马铃薯长势壮、叶片肥厚,果型佳,个头均匀,色泽饱满,果肉密实,水分足,甜度高,硬度好……比其他的马铃薯提前上市了二十多天,更是不敢想象的抢先上市独占市场价格制高点。在外地客商和周边种植户参观的时候,生物炭中微量元素微生物菌剂申总介绍到,生物炭中微量元素微生物菌剂是一项农业高端技术,是一项遵循作物原生态生长规律而通过提高作物的光合作用,并复配矿物中微量元素、有机碳、有机质、氮磷钾和解磷钾固氮微生物来提质增效的高科技产品。生物炭中微量元素微生物菌剂很大程度上可以替代农药化肥、有机肥、有机碳肥、硅肥、菌肥和中微量元素肥料,使用生物炭中微量元素微生物菌剂的作物能够减少病虫害的发病率,不但大幅增产,果实的品相和口感也会高出很多,从而很大程度上增加了商品价值。种植户们亲眼目睹了生物炭中微量元素微生物菌剂的新奇成果,在详细了解了生物炭中微量元素微生物菌剂的原理后,纷纷表示明年种植马铃薯、红香芋和胡萝卜也要使用生物炭中微量元素微生物菌剂!丰夷肥业改良土壤,贡献农业,让地球没有污染的土壤!补养配碳是关键,产氢固氮更前沿,效磷活钾中微量,光合菌酶功倍芊。生物炭中微量元素微生物菌剂产品介绍生物炭中微量元素微生物菌剂是由河南省丰夷肥业有限公司研发的新一代高科技有机碳、光合菌酶、多元素复合型多功能产品(发明专利号:202010268181.1),该产品富含作物生长所需的有效碳、磷、钾、钙、镁、硅、硫、铜、铁、锌、硼、钼、硒等50多种大中微量元素、有益元素、碳封存剂、有机质、黄腐酸钾、光合解磷钾复合菌等多种有益菌酶及菌种唤醒剂。有机碳≥8%。执行标准:GB2287-2006肥料登记证:微生物肥(2017)准字(2100)号技术指标:有效活菌数≥2.0亿/克丰夷生物炭中微量元素微生物菌剂产品特点:·光合固氮、释磷、解钾、固碳;·给作物补充有效碳、大中微量元素和有益元素;·改良、净化土壤,破除土壤板结,提高土壤肥力;·吸附钝化土壤农药残留和重金属;·分解消化土壤中矿物质养分、有机质养分;·精准改善土壤微生物环境,维护农业生态平衡;·协调作物生长,前期营养足,后期不脱肥,作物稳长健长;·抑制病虫害,呵护作物生长,提高作物抗性;·增进食品健康,同比经济效益显著理想。生物炭中微量元素微生物菌剂使用注意事项:1、与适量氮磷钾混合成效更佳,但需现混现用。2、初次施用,请作同田对比试验验证效果;3、阴凉干燥避光保存,防潮防雨淋;4、防日晒。田间使用时,施于土表下10~20cm处,并及时覆土,切忌阳光下久晒;5、禁止与杀菌剂混合使用;6、本产品如吸潮、易粉、结块,不影响肥效,请放心使用;请农民朋友根据作物的不同和当地土壤肥力高低,调整肥料种类和施肥用量。
记者从山东大学获悉,日前,由山东大学(青岛)和即墨市城市建设开发有限公司共同推进的产学研项目“新型固氮杀虫杀菌的微生物菌剂的生产工艺”取得重大进展,共同转化的新一代多功能农用微生物菌剂——兼具高效杀虫、抑菌和生物固氮功能的荧光假单胞菌,在双方的合作企业青岛德馨生物科技有限公司首次试生产中获得成功,标志着本项目的产业化迈出了关键一步。该项目是山东大学微生物技术国家重点实验室在即墨蓝谷进行成功转化的第一个项目,同时也是青岛校区自落户即墨蓝谷以来,就地转化的第一个产业化项目。项目践行了山东大学服务山东战略,构建了良好的“校地企”三方合作生态,建立了密切的人员交流、科技研发、人才培养等方面的实质性合作。本项成果是根据中国土壤现状,引进微生物技术国家重点实验室研究人员的最新生物菌研发技术,联合山大微生物技术国家重点实验室、山东大学—亥姆霍兹生物技术研究所共同研发的一款具有自主知识产权、生物活性卓越的高科技产品。与市场上同类产品相比较,该产品兼具生防和生物固氮双重功效,能有效缓解因多年使用化学农药和肥料造成的土壤板结、恶化、菌群失调等现象,促进作物根部养分吸附、运输、存储及转化功能。产品集广谱、高效、营养、促生、提品质、增产量为一体,对根腐病、茎腐病、青枯病等有明显的改善作用,对土栖害虫有明显的抑制作用,可广泛适用于农业生产等多种领域。2018年底,即墨市城市建设开发有限公司多次对本项目进行实地调研、考察,关心项目进展,并于2019年5月与青岛校区签订了科技成果转化合同,成立青岛德馨生物科技有限公司,专门用于本项目的产业化发展,总投资1.3亿元,研发中心设在蓝谷中德生物医药技术产业园,生产基地设在即墨北部工业园,占地50亩,厂房面积2.3万平方米,全部建成后可年产2万吨各类农用生物菌剂,产值达5亿元。此次合作也是即墨市城市建设开发有限公司多元化发展的一个重要尝试。(大众日报客户端记者 王原 刘一颖 通讯员 车慧卿 报道)
生物刺激素定义?笔者认为欧盟生物刺激素的定义最全面,即施用于作物上或作物根际周围,能够刺激作物生长,促进养分吸收,提高养分利用效率,增加作物对非生物胁迫的抵抗能力,提升作物品质的一类物质或微生物的总称。随后EBIC对生物刺激素定义进行了详细解析,即生物刺激素能够促进植物全生育期的生长发育,从种子萌发到作物成熟,包括但不限于:通过促进作物新陈代谢来提高产量和品质;增加作物对非生物胁迫的抵抗能力;促进作物养分吸收、运输、应用;提升农产品品质,包括糖度、色泽、种子质量等;提高水分利用效率;优化土壤理化性状和微生物种群等。农业上应用最广泛生物刺激素包括腐殖酸、黄腐酸、海藻提取物、蛋白类及氨基酸、甲壳素及壳聚糖衍生物、部分微生物菌剂等。生物刺激素为什么要与复合肥结合?农业农村部备案登记的含生物刺激素的肥料大部分是水溶肥料,因受用法、用量和使用时期等多因素限制,在我国以小农户为主导的生产模式下很难大面积推广应用,而复合肥是农民最常用的肥料品种之一,因此,通过集成技术,把生物刺激素与复合肥有机结合,既能方便农户使用,同时能够发挥生物刺激素的功能。如促根壮苗型复合肥,可以选择高氮复合肥配方与促根壮苗型生物刺激素技术包搭配。如何开发一款含生物刺激素的功能型复合肥?(1)含生物刺激素的功能型复合肥研发链设计一款功能型复合肥料包括8个环节,即确定产品功能诉求,开发功能技术包,产品开发,小试样品效果评价,中试和工试,产品稳定性评价,田间效果验证,产品示范推广及问题反馈。图1含生物刺激素功能型复合肥研发链(2)功能型复合肥研发的关键环节功能物质筛选及修饰:根据所开发的产品功能诉求,通过试验的方法,对功能物质进行筛选,如果难以筛选到复合条件的功能物质,需要和功能物质生产厂家联合研发,开发出含特殊功能键的功能物质。如,要实现提高农产品品质功能,需要筛选含高硫酯键的腐殖酸,硫酯键参与了细胞内多种物质的合成,包括肽、脂肪酸、固醇、萜烯、卟啉等。同时,硫酯键直接参与了能量的消耗与生成。要实现提高农产品品质功能,同时需要筛选特定分子量的聚谷氨酸和氨基酸等。再比如,要实现抗逆功能,需要筛选含甜菜碱、甘露醇、海藻酸、海藻多糖、海藻寡糖、海藻多酚等物质含量较高的海藻提取物。功能导向的生物刺激素技术包开发:要开发出特定的功能技术包,需要多种特定生物刺激素配合完成。如设计一款抗逆功能的产品,需要关注海藻提取物中2-20个单位的海藻寡糖,而非海藻多糖,同时还需要关注甘露糖醛酸的含量。功能型复合肥工艺集成技术:功能型复合肥工艺集成环节非常重要,首先要掌握功能物质和复合肥各自原材料特征及生产工艺,确保二者复配不发生剧烈的化学反应,如果有能发生化学反应的原料,需要在功能物质生产环节或者复合肥生产环节调换原材料。其次,要调节功能物质生产工艺,提高功能物质的抗高温能力和抗盐碱能力。功能型复合肥料功能物质和功能键评价方法:功能型复合肥料功能物质评价分两个层次,第一层次检测功能物质含量,如海藻多糖、聚合氨基酸、游离氨基酸等;第二个层次检测添加功能物质的功能键,应用傅里叶变换红外光谱法,通过分析样品红外光谱图中峰位、透射率等,确定功能物质中特有官能团的种类、含量变化。例如,为了评价功能型复合肥中活性物质功能团变化情况,我们采用TensorⅡ测定了复合肥添加前后功能键的变化。图2不同处理样品红外光谱图从图2可以看出,2850cm-1、1741cm-1、970~920cm-1范围宽强峰分别代表羧酸基团中羟基O-H伸缩振动、羰基C=O伸缩振动和摇摆振动的吸收峰。本研究证明证明在高温低pH反应条件下,羧酸盐酸化成羧酸。1085cm-1处吸收峰代表吡喃型-C-O功能团的存在,916cm-1代表环氧化合物的存在,结果表明,经过高温处理后增效技术包中特有的功能团未变性。以上半定量分析表明,增效技术包与复合肥工艺集成技术是成功的。新洋丰功能型复合肥简介:新洋丰北京新型肥料研究所借助农业农村部作物专用肥料重点实验室研发平台,应用两年时间,研发出百倍邦和力赛诺功能型复合肥产品,定位为促根壮苗、抗逆增效、保花保果、品质提升等功能。功能型复合肥展示:中国农业大学植物营养学博士武良笔者:武良,新洋丰北京新型肥料研究所所长,中国农业大学植物营养学博士,先后在国际、国内发表文章40余篇,在Nature、PNAS、GCB、EST等国际一流期刊上发表文章10余篇,著作1部,主持国家项目子课题1项。从事缓控释肥、生物刺激素、海藻肥、稳定性肥料、功能型复合肥、微生物增效复合肥、土壤调理剂、液体肥、微生物菌剂等产品开发,开发了百倍邦品牌、澳之蓝品牌和力赛诺品牌70余款新型肥料产品。