作者:李思辉,匡敏 来源:中国科学报 发布时间:2025/12/27 15:02:33
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华中农大:农业微生物资源库成果转化近亿元

 

12月25日,依托华中农业大学牵头建设的农业微生物资源库,华中农业大学生命科学技术学院彭东海教授团队与两家企业达成技术转化协议。截至目前,该资源库已推动成果转移转化累计近1亿元。

转化协议现场。华中农业大学供图
提升创新策源力

我国每年因病虫害损失的粮食超过1400万吨,发展绿色高效的防治策略一直是农业科技工作者的目标。当前,国际相关技术主要集中于微生物杀虫制剂与抗虫作物育种,而我国因缺乏具有自主知识产权的高活性杀虫蛋白基因,相关领域发展长期受限。

杀虫蛋白基因的挖掘依赖于新菌种资源的发现。传统基于“活性导向”的Bt基因发掘不仅效率低,而且极难有新突破。彭东海则另辟蹊径,将目光投向了长期被业界忽视的低活性菌株,成功克隆出我国首个获得美国专利的新型杀虫蛋白基因cry7Ba1,为团队开辟了全新研究赛道。

为广泛收集菌种资源,团队提出了一个“笨办法”:从全国范围内开展“穷尽式”土壤采样与菌株筛选。“但经费和人力不足成为了最大的困难。经过头脑风暴,我们决定动员数千名师生利用返乡契机采样。”彭东海回忆说。

12年间,团队陆续收到了来自全国2680余个乡镇的2.1万余份土壤样品,最终分离保藏5.3万余株Bt菌株,建成国际规模最大的Bt种质资源库。

菌株分离完成后,更艰巨的基因测序与数据挖掘工作随之而来。“当时如果委托第三方测序,成本将达8000万元,且效果达不到预期,自主创新是唯一出路。”彭东海说。

通过潜心攻关,团队自主研发数据分析系统,开发了40套分子标记,完成8140个新菌株基因组测序,建成低成本、高效率的基因挖掘平台,并从中发现了859个新型杀虫蛋白基因,构建了国际种类最全的杀虫蛋白基因实体库。

在此基础上,彭东海带领团队揭示了Bt高效菌株的演化规律,建立大数据驱动的资源发掘技术体系,将高效菌株发掘效率提升千倍以上。该团队还精准筛选出102个高效杀线虫Bt菌株,鉴定出Cry55Aa等新型杀虫蛋白及小分子酸“乌线素”,绘制了国际最高质量的根结线虫基因组图谱和全球首个植物线虫蛋白质互作图谱,揭示了细胞坏死等新型杀线虫机制,在Science Advances、Nature Communications等期刊发表论文30余篇。

打通成果转化链路

“资源挖掘只是第一步,让科研成果走出实验室、惠及社会,才是最终目标。”彭东海深知,从技术突破到市场应用,隔着可行性验证、工程放大、示范推广等多重关卡,“仅做好从0到1的基础研究还不够,我们更要做企业并肩前行的‘合伙人’。”

每逢外出参加学术会议,彭东海都会顺道拜访当地微生物制药龙头企业,开展交流研讨,寻找合作契机。全国微生物领域产业论坛中,也常常看到彭东海奔忙的身影,他说:“只有主动构建合作网络,才有探寻科技创新和产业创新深度融合的可能。”

针对成果转化中价格分歧、风险不确定等常见难题,彭东海坚持边研究、边开发、边应用,以“做成事”为目的,与企业构建“风险共担、利益共享”的共同体,因地制宜探索灵活合作模式,破解产学研融合壁垒。

功夫不负苦心人,一系列科技成果转化机遇也纷至沓来。

2021年,依托发掘的HAN055菌种,团队与龙头企业武汉科诺生物科技股份有限公司合作研发的国际首款商业化防线虫Bt制剂获得新农药登记证。该产品对南方根结线虫防效达81.6%—91.1%,已累计应用近400万亩,挽回经济损失超157亿元,相关成果获评湖北省2024技术发明一等奖,并入选国家重点研发计划“两减”专项典型成果。

近年来,在国家和学校有关政策支持下,团队产研融合持续加速:国内首个巨大芽胞杆菌杀线虫制剂转化至山东五福生生态工程有限公司,HAN055二代等升级产品落地湖北富邦科技股份有限公司,新型杀线虫素“乌线素”转化至山东鲁抗医药股份有限公司。目前,该团队还有10余个新产品正在推进农药登记,彭东海也推动创办了源微(成都)生物科技有限公司。

更深远的价值在于产业升级的撬动。十余家上市农药企业受此带动布局生物农药领域,相关技术连续两年入选农业农村部全国主推绿色防控技术,助力我国生物农药实现从“仿制跟跑”到“原创引领”的跨越。

就在近日,彭东海领衔的农业微生物合成与生物制造中试能力建设平台,成功入选工信部首批生物制造中试能力建设平台名单,为成果加速产业化提供了重要支撑。“未来,实验室里的科技成果将以更快速度走向社会。”彭东海信心满怀。

彭东海教授与学生探讨实验结果。华中农业大学供图


培育创新“后浪”

“开展‘顶天立地’的科学研究,终极目标是培养一流人才。”彭东海表示,“在以多学科交叉推动科技创新和产业创新协同发展的同时,团队也注重激发学生发展潜能。”

早在2010年,为加快新型Bt杀虫蛋白基因挖掘,团队创新构建“项目驱动+实战赋能”的项目制人才培养体系——所有研一新生均需参与“杀虫抗病基因挖掘与功能分析”真实科创项目,经过3至4个月系统训练,全面掌握实验室安全、基因克隆、蛋白分析、生物信息学等十余项核心技能。这种“在实战中练兵”的模式,既高效推进了科创项目,又为学生锻造了过硬科研能力,相关做法入选教育部专业学位研究生培养主题案例。

不止于此,聚焦大数据驱动的资源发掘技术体系开发有关项目,团队通过学科交叉融合,联合培养出一批具有跨学科创新能力的复合型人才,既为技术体系构建提供了智力支撑,更在学生心中种下“敢闯会创”的种子。

“近年来,团队获评农业部农业科研杰出人才与创新团队,走出了全国人大代表刘晓艳等数十名优秀毕业生,他们或投身创业浪潮,或成为科研院所骨干力量,其成长轨迹中都深深烙印着‘以资源挖掘驱动产品研发’的团队基因。”彭东海说。

如今,基于自主构建的杀虫蛋白基因资源库,团队发起全球杀虫蛋白基因资源共享计划,迅速获得国际同行广泛响应。团队开发的4套大数据驱动菌种鉴定工具,也被全球同行应用于基因资源发掘。

 
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