11月7日,由宁夏沃滴滴水肥科技有限公司(下称沃滴滴)联合《农资导报》主办的“沃滴滴首届合成生物植物三素创新大会”在江苏南京盛大召开。会上,院士、专家针对合成生物学前沿进行了权威分享。同时,沃滴滴通过“3+MAX”三大全球顶尖工艺首创制造出合成生物植物三素,并推出了沃滴滴植物三素这一全球品牌。此次大会同期,沃滴滴携手100多款特色功能合成生物植物三素产品于南京国际博览中心集中亮相,展现了沃滴滴持续研发创新,致力于保障国家粮食安全、发展生物经济,重塑微生物世界的新格局,开创合成生物农业领域新纪元的决心和魄力。本次磷复肥产销会,近3万人次通过线上观看直播或线下莅临展台的方式,走近了解沃滴滴植物三素,这也成为本届展会上最大的亮点之一。
《中国化工报》社有限公司总经理、总编辑张健秋
《中国化工报》社有限公司总经理、总编辑张健秋在致辞中指出,在报社“主战场、制高点、讲故事、生态圈”方针指导下,《农资导报》聚焦细分市场,相继在生物农业等细分领域,引领行业的发展。合成生物学作为21世纪最具潜力的新兴学科之一,正从技术探索走向生产应用。沃滴滴采用专利合成酶定向进化技术,在全球首次创造出耐盐链霉菌、菌根真菌、拜赖青霉菌等具备特定功能的菌种,并创新性地打造出合成生物植物三素这一全新品类,将农业合成生物的市场推向新的高潮。
沃滴滴合成生物植物三素研究院院长梁艳
沃滴滴合成生物植物三素研究院院长梁艳表示,公司在生物制药领域深耕30年,拥有国家级工程技术中心和全国最大规模的发酵产能平台,是农业合成生物学领域的领军者。公司首创合成生物植物三素这一全球品牌,使用“3+MAX”全球顶尖工艺,合成了具有靶向功能的活菌素、活性更高的营养素和胶质素,从土壤、微生物、病虫害、作物质量、产量五大方面协同发展,实现了三元互利共生。
此外,沃滴滴围绕作物精准需求,打造了六大类100余款特色功能的合成生物植物三素,已在新疆、山东、河南、陕西、黑龙江等多个省份实现规模化使用。未来5年,沃滴滴公司将坚持每年4000万~5000万元的研发投入,持续创新,将产能达到百万吨级别,满足上亿亩次农业生产需求,重塑微生物世界的新格局,促进农业健康可持续发展。
未来将是合成生物的世界
德国工程院院士、欧洲科学院院士,国家重点研发计划项目首席,山东大学微生物技术国家重点实验室主任、微生物技术研究院院长 张友明
德国工程院院士、欧洲科学院院士,国家重点研发计划项目首席,山东大学微生物技术国家重点实验室主任、微生物技术研究院院长张友明表示,中国至少有5亿亩盐碱地具有开发利用的潜力。过量化肥及农药的使用制约了农业发展,通过对植物根际促生微生物的改造可使其实现杀菌杀虫和固氮,为农业用地土壤健康提供可持续的解决方案。荧光假单胞菌作为优秀的底盘微生物具有高定植特性,可改造其基因组使其具有固氮功能。同时,微生物固氮还需要20多个功能酶参与来为土壤提供可持续肥力。
据张友明分享,来自于海洋的固氮微生物需纳弧菌及其由近60个相关基因组成的“固氮基因岛”可应用于盐碱地作物种植。由此,通过使用Red/ET 重组技术,可实现大片段DNA克隆和操纵,是修饰DNA的理想技术。对需纳弧菌“固氮基因岛”的基因编辑主要包括敲除非必需基因、加强正调控基因nifA在荧光假单胞菌中的表达、通过重构基因排序并插入强启动子等过程,以提高固氮酶表达水平。利用Red/ET技术实现的国内首创广谱性生物固氮土壤增效菌株,具有广谱定殖、固氮促生、降盐改土和生防保护等优势。此外,固氮抑菌荧光假单胞菌剂因其适应能力强,可在多种类型盐碱土质上进行推广,实现盐碱地粮棉油作物全面增产增收,发挥示范带动作用,扩大推广范围。
同时,张友明介绍,沃滴滴植物三素中的盐克2024耐盐链霉活菌素可增加植物的鲜重、根长和芽长,提高叶绿素、脯氨酸的含量,达到提高农作物的产量的效果。在田间试验中,也可明显看出其在降低盐胁迫对植物的危害,增强植物耐盐性方面的效果。
江南大学生物工程学院副教授、美国加州大学伯克利分校博士后 邵明龙
江南大学生物工程学院副教授、美国加州大学伯克利分校博士后邵明龙表示,每个微生物就是一个超级细胞工厂,合成生物学在农业领域展现了巨大潜力和广阔的前景,已在作物性状改良、微生物肥料开发、生物制造、环境修复等方面实现应用。资料显示,沃滴滴拥有国际先进的合成生物产业化平台,可实现微生物基因特性挖掘,创制新的菌种,加大有益化合物的合成速率与产率。邵明龙介绍,江南大学与沃滴滴开展产学研合作,结合双方优势,开发出高效稳定的植物三素产品,未来还将打造植物三素系列产品全产业链,以科技赋能和引领创新,助推我国农业产业高质量发展。
微生物功能开发利用潜力巨大
北京市农林科学院副研究员张淑彬
北京市农林科学院副研究员张淑彬分享,菌根类型中有70%以上为丛枝菌根。丛枝菌根真菌功能多样,一是可以增强生物固氮能力,改善土壤磷营养;二是可抵御重金属毒害,通过菌丝际生物膜降解有机污染物;三是可提高抗旱、耐盐性;四是提高抵御土传病害、线虫的能力,提高植物生物多样性,稳定生态系统;五是可通过地下菌丝网络传递和分配养分资源,增加土壤水稳性团聚体和碳固持等。
在丛枝菌根真菌的利用方面,我国建立了全面、系统的丛枝菌根菌剂温室生产工艺,确定了用孢子计数法,同时结合MPN值综合评价丛枝菌根菌剂的原则,制定了操作性强、评价全面、合理的丛枝菌根菌剂产品质量检测体系,这是一种高效抗旱、耐高磷营养丛枝菌根真菌及生产方法。张淑彬指出,沃滴滴植物三素中的合成生物活菌素有效活菌数大于20.0亿/g,丛枝菌根真菌繁殖体数70个/ml。使用后可以从根系外吸收矿质养分,扩大植物根系吸收范围,具有抗盐碱、抗干旱、抗低温的优势。
未来,一是要针对不同利用情形,有针对性开发和筛选适宜的菌根真菌菌种或群落,以促进真菌与植物之间共生关系的建立;二是要综合考虑农业水肥调控及其管理措施,加强构建菌根应用技术体系,以提高菌根技术的应用效能,发挥其提质增效潜能;三是以菌根真菌为核心,联合菌丝际或根际微生物开发合成功能微生物组或群落产品。
中国农业科学院植物保护研究所研究员 李珊珊
中国农业科学院植物保护研究所研究员李珊珊表示,链霉菌是农业生产中常见的微生物菌剂,针对链霉菌农用代谢产物资源挖掘与高效生物制造,链霉菌可与植物共同进化,协助植物抵御生物胁迫与非生物胁迫。改造链霉菌提高目标活性天然产物的生物合成能力有很大的市场空间。在农业应用上,现已发现链霉菌的代谢物可以实现促进水稻、番茄、茄子和辣椒的生长,提高水稻的抗倒伏能力,并能起到防治螨、粉虱和蚜虫等多种农业害虫的效果。沃滴滴公开的数据显示,其开发的专利菌种耐盐链霉菌,可以促进植物在盐土环境生长,改良盐渍土,降低盐害。如在盐碱地玉米种植,可以提高玉米出芽率87.2%,实现亩产900千克,产量翻番。李珊珊还对沃滴滴的系列产品给予了高度评价。
沃滴滴致力推动合成生物新篇章
梁艳表示,沃滴滴专注于合成生物的创新性研究,可实现微生物基因特性挖掘,将特定功能的化合物与底盘微生物基因进行人工剪切、重组,然后再发酵扩繁,制造出合成生物植物三素。截至2023年底,沃滴滴建立了全球最大的菌种资源库,鉴定并保存超27000株菌株,储备了2000多项发明专利,273项获得授权。其研发团队利用Bio-SHEAR专利合成酶定向进化技术,对微生物进行改造,全球首次成功创造出多株具备特定功能的新生命,“菌种银行”涵盖了营养菌、盐碱菌、抗病菌等多个方面。
沃滴滴掌握的“3+MAX”专利包括Triple-MAX三联酵解、“Multi-Point”酶促寡肽和“UVPD解离”三大全球顶尖工艺技术,由其创造的合成生物植物三素,可有效改善土壤微生态,促进作物三羧酸循环,提质增产。首次实现了土壤、微生物、作物质量、产量、病虫害五大方面的协同发展,实现土壤、微生物、植物三元互利共生。此外,沃滴滴依据五大粮作、十大果树、百种经济作物,分别开发出了玉米、水稻、小麦、棉花等粮作高产调控胶质素,马铃薯、山药、辣椒等经作生防调控营养素,阳光玫瑰、脐橙、石榴等增糖提质调控活菌素等,累计打造了100多款特色功能的合成生物植物三素。
沃滴滴合成生物植物三素新品正式发布
在专家点评环节,李珊珊评价,沃滴滴前瞻性布局抗盐碱土壤治理,在土壤改良方面布署了大量的产品,不仅契合国家的需求,也满足种植户的需要。更值得一提的是,沃滴滴建立的菌种资源库,可以更好地挖掘和应用微生物资源,形成更丰富的产品链。全国金草帽农技专家张晶晶评价,沃滴滴聚焦多种作物,开发出全程方案,产品提质增产效果一目了然。她还表示,在内卷的行业背景下,沃滴滴借助合成生物赛道破局,翻开了农业又一新的时代。
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