近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所微生物天然產(chǎn)物農藥創(chuàng)新任務團隊在《生物資源技術》(Bioresource Technology)上發(fā)表研究論文。該研究探索了利用農業(yè)廢棄物進行固體發(fā)酵，實現(xiàn)阿維菌素綠色高效生物制造的新策略。
阿維菌素（avermectin）是全球生產(chǎn)量與使用量最大的生物源農藥，全球年需求量約5000噸，市場規(guī)模突破30億美元，中國是全球唯一生產(chǎn)國。阿維鏈霉菌（Streptomyces avermitilis）規(guī)?；后w發(fā)酵是阿維菌素的主要生產(chǎn)方式，然而高能耗、高污染和高成本的現(xiàn)狀，制約了其在可持續(xù)農業(yè)中的應用?？紤]到農業(yè)廢棄物資源化利用是實現(xiàn)農業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑，該團隊探索了利用農業(yè)廢棄物進行固體發(fā)酵這一阿維菌素綠色高效生物制造的新策略。
研究通過對常見工農業(yè)廢棄物進行比較分析，確定了可用于阿維菌素固體發(fā)酵的培養(yǎng)基最優(yōu)成分種類（麥麩、玉米芯、甘蔗渣、蚯蚓糞等）及其含量。通過響應面優(yōu)化分析發(fā)現(xiàn)，基質含水量、氧傳質是影響阿維菌素固體發(fā)酵效果的關鍵因素，在78.5%的基質水含量與25%的接種量條件下，固體發(fā)酵效率最高。
為了探索阿維菌素固體發(fā)酵的可應用性，研究探索了淺盤連續(xù)發(fā)酵策略，可實現(xiàn)四輪重復批次穩(wěn)定性發(fā)酵，顯著縮短發(fā)酵延滯期，阿維菌素B1a產(chǎn)量達到3.83 mg/gds，綜合測算成本相比液體發(fā)酵降低8.38%。
此外，阿維菌素固體發(fā)酵物也有作為微生物農藥防控農作物病蟲害的應用潛力。該研究拓展了阿維菌素綠色生物制造新模式及在農業(yè)中的應用場景，為鏈霉菌屬其他農用天然產(chǎn)物綠色生產(chǎn)與應用提供了借鑒。
中國農業(yè)科學院植物保護研究所為論文的第一完成單位，博士研究生杜國忠為論文第一作者。中國農業(yè)科學院植物保護研究所研究員李珊珊和東北農業(yè)大學教授向文勝為論文共同通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132625
