农业微生物基因工程研究

2018-02-12赵嘉宁

江西农业 2018年5期

赵嘉宁

（楚雄医药高等专科学校，云南楚雄 675000）

现阶段，我国各种农业微生物的全面应用是保护生态环境并促进农业实现可持续发展的有力保证，立足于自然菌株选育开发食品与饲料用酶制剂、肥料及微生物农药已经经历了较长的发展历史，在很大程度上对促进农业生产产生了积极的促进作用。然而，传统技术与自然菌株自身存在一定的不足，如成本高、活性低且研究周期长等，想要促进农业微生物实现产业化发展受到了极大的限制。但是，现代生物技术的充分应用及生物科学的发展为整个农业微生物的深入研究注入了新活力，尤其是基因工程研究成为了微生物遗传改良的关键性手段。当前农业微生物已经是生命科学领域中不可或缺的组成部分，具有高度的创新性。

1 饲料用植酸酶

在饲料中添加植酸酶，能够促进畜禽将不能吸收的植酸磷降解为能够吸收的无机磷，进一步提升饲料中养分的利用率及转化率，一方面能够实现磷酸氢钙添加量的替代，促进植酸磷中抗营养作用的有效消除，最大程度地降低因为畜禽高磷粪便而导致的环境污染问题[1]。植酸酶在饲料中应用的研究到生产的整个过程只用了短短4年，对应用新技术促进传统饲料工业改造产生了极大的作用，改变了我国植酸酶产品无法自产而只能依赖进口的情况，并且因为生产成本较低且技术较为先进，极有可能能够进入国际市场。植酸酶在饲料中的成功应用充分体现出了我国农业生物技术高速度、跨越式及高起点的发展。

2 固氮微生物肥料

植物根际之间存在多种联合固氮微生物，对其的开发利用在很大程度上能够为非豆科植物开启“体内固氮”的新途径，并且已经逐渐开发成为无污染的新型微生物肥料。现阶段，我国北京大学及中国农业科学院原子能研究所等多个单位对固氮斯氏假单胞菌固氮作用的分子遗传展开了深入全面的研究，分离克隆了多种固氮酶的调控基因与结构基因，初步揭示了该固氮细菌的调控机制与基因表达[2]。并且在此基础上实现了一般氮代谢调节基因及携带固氮酶正调控基因耐铵工程菌株的构建。室内外试验表明，与自然菌株相比，重组工程菌的固氮作用显著提升，在田间应用能实现化肥用量的减少及植物的有效生长。

3 杀虫微生物农药

应用具有防病、杀虫作用及非化学合成的有益微生物对生态环境及人畜都十分安全，当前已经成为植物发展、植物保护的重要方向。但是，要想实现微生物农药应用范围的进一步扩大，相关研究人员必须遗传改良筛选出的自然菌株，进一步增强其毒力，从而扩大防治对象并延长残效。我国中山大学、华中农业大学及中国农业科学院植物保护研究所等多个单位对荧光假单胞菌及苏云金芽孢杆菌等杀虫防病细菌的基因工程及分子遗传展开了深入、广泛的研究，已经获取巨大的进展。因为当前杀虫基因克隆及鉴定等多种技术的发展与突破，在很大程度上促进了目标产品研究力度的增加，现阶段我国已经构建了多种适用于蔬菜、棉花等作物，含有不同Bt杀虫基因的多种鞘翅目和鳞翅目害虫的工程菌，部分菌剂已获准进入环境释放及田间试验[3]。作为我国第一个获准商品化生产的基因工程微生物农药产品，Bt菌剂WG-001即将进入市场应用。