1、基于合成生物学理论的木霉真菌-芽孢杆菌共生培养发酵技术及其生物刺激剂产品Co-culture/fermentation techniques and biostimulantproducts of Trichoderma-Bacillus based on microbial synthetic biology 目 录一、行业及相关技术背景三、微生物刺激剂产品开发二、核心技术研究四、侨昌生物定位和布局 粮食、蔬菜、水果安全、优质生产是重大民生问题Food,vegetable and fruit safety production is crucial for human life 微生物刺激剂

2、是提高农作物安全和优质生产重要技术途径Application of microbial stimulant is one of ways to enhance crop safety and quality production Microbial biostimulant regulate plant growth and resistance to adverse stress factor and improve plant growth 一、行业及相关技术背景中国微生物肥料及菌剂产品市场情况（1）截止2019年2月，获得农业部正式登记的微生物肥料产品有5986个（登记企业超过1000家

3、）。（2）微生物肥料产品登记分类：1）微生物菌剂：促生、抗病，种子包衣，有机物料腐熟（畜禽粪便、农作物秸秆处理），高浓度菌粉等；2）生物有机肥：有效活菌数0.20亿/g，有机质40.0%3）复合微生物肥料：有效活菌数0.20亿/g，N+P2O5+K2O=15.0，有机质20.0%4）微生物土壤调理/修复剂：2018年全国首批10家企业共11个登记证（胞外多糖1mg/g）（3）微生物肥料产品主要登记菌种：160多种，其中芽孢杆菌占75%。（4）排名前10的登记菌种分别是：枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、酿酒酵母、侧胞短芽孢杆菌、细黄链霉菌、

4、植物乳杆菌。几乎都以活菌数含量多少为产品衡量标准，而很少涉及到代谢产物和机理。一、行业及相关技术背景 截止2014年全球木霉菌生物刺激剂177个177 Tricihoderma plant growth plant stimulant 70%生物肥料含有木霉菌成分70%Biofertilizer contains Trichoderma 刺激作物生长、诱导作物抗盐渍化、抗病虫性、抗毒素Stimulate plant growth and induce plant resistance to salinity and disease and pest and fungal toxin.Trich

5、oderma as a major microbial stimulant resources 一、行业及相关技术背景 如何根据合成生物学的理论，通过多种微生物的共培养技术创制新型微生物刺激剂或生物肥料？How to innovate the novel micro-biostimlant based on microbial synthetic biology and co-culture technology 定向合成多功能微生物农药或肥料的可能The microbial pesticides/manures with multiple functions prepared by dire

6、ct-synthesis科学和技术问题一、行业及相关技术背景微生物菌群与合成代谢物组合TRICHODERMAWT3WT1WT2Bacillus（芽孢杆菌）Endomycorrhiza（内生菌）（Nutrients N-fixer）（固氮菌）亲和代谢物菌群合成生物学Specific metabolites produced through microbial interactionInnovation of novel microbial biostimulants 微生物间互作产生差异性或特异性物质创制多样性的共生型微生物刺激剂 在共发酵过程中发生多水平互作Multiple layers of

7、 interaction of microbial co-cultures.不同菌株组合共发酵，合成与单一菌剂或简单组合不同的拮抗或促生物质Innovation of co-culture of varied strains for novel substances production 减少目前微生物菌剂性质的趋同性 创制新型生物农药和生物肥料微生物-微生物共培养/发酵Co-culture/fermentation of microbes一、行业及相关技术背景基于生物刺激剂真菌和细菌同一时空发生多水平互作的诱导效应群体感应信号转导基因转移quorum sensing transduction

8、Microbial multiple interactions occurred in the same temporal and spatial context二、核心技术研究 生态适应差异（differential adaptation to environment）木霉菌适合在根际土壤内定殖，对环境，尤其是温度相对敏感芽孢杆菌适合在植物体内定殖、普遍产生抗逆性芽孢 作用机制差异（differential mechanism）木霉菌竞争能力、重寄生能力、诱导抗性、解毒作用强；芽孢杆菌抗生作用强。抗生素谱的差异（differential spectrum of antibiotics）1、两

9、类微生物共同与差异机制比较二、核心技术研究二、核心技术研究2、共建上海交大-华智（JH）联合实验室的理论和技术基础1）上海交通大学木霉菌菌种保藏管理中心（CCTC）（主任为陈捷教授），负责全国木霉菌菌种资源的收集、鉴定、评价、保藏、供应及国际交流任务。库藏资源共计约18种，约10万份。2）陈捷教授团队从森林、草原、农田、滩涂地分离出14000株木霉菌株，通过多年努力，从中筛选出高效拮抗病原菌21种，株数787株、芽孢杆菌经200株（拮抗菌20株）。3）根据合成生物学的原理，通过多种微生物的共培养技术创制并定向开发新型微生物刺激剂或生物肥料的理论基础已经形成。4）经过长期努力，开发出木霉菌-芽孢

10、杆菌共生培养发酵生物菌剂产品，可产生特异性的三大类代谢产物（拮抗：反式香豆酸、芹菜素，促生：特异氨基酸（犬尿氨酸）、苹果酸，调节：吲哚乙酸，5-氨基乙酰丙酸等，并完成活性生测。二、核心技术研究CompetitionMyco-parasitismSecondary metabolites,i.e.antibioticsMutualistic biostimulantT.asperellum B.amyloliquefaciens 木霉菌重寄生和竞争优势木霉菌重寄生和竞争优势解淀芽孢杆菌抗生作用优势解淀芽孢杆菌抗生作用优势共培养协同增效解淀芽孢杆菌枯草芽孢杆菌大豆慢性固氮菌白僵菌绿僵菌其它生防因子

11、木霉菌协同增效3、共生菌剂创制技术：根据木霉菌与芽孢杆菌等功能因子的互补关系，开发共培养高效多功能生防促生菌组合。二、核心技术研究4、木霉真菌和芽孢细菌共培养/发酵优势棘孢木霉菌棘孢木霉菌+解淀芽孢杆菌共培养代谢物的变化解淀芽孢杆菌共培养代谢物的变化二、核心技术研究共产生76代谢物，涉及78个代谢途径；15个代谢途径变化最明显，9个与氨基酸代谢有关5、棘孢木霉菌和解淀芽孢杆菌共培养特异产生拮抗和促生性物质促生物质：吲哚-5-羧酸，吲哚乙酸，5-氨基乙酰丙酸_拮抗物质：芹菜素、反式香豆酸、反式肉桂酸、苯胺、羟基苯甲酸、四羟丁基咪唑等二、核心技术研究6、六大技术突破：1）木霉菌和芽孢杆菌的共培养高

12、产孢量产业化配方2）木霉菌和芽孢杆菌共培养顺序接种技术与主要发酵参数3）木霉菌和芽孢杆菌共培养高产抑菌物质配方4）木霉菌和芽孢杆菌共培养次生谢图谱5）芽孢杆菌对木霉菌功能基因表达的影响6）木霉菌-芽孢杆菌共培养物的促生防病协同作用核心研究技术发表：Wu_et_al-2018-Microbial_Cell_Factories核心专利技术申请：1）木霉菌菌株在制备防治黄瓜枯萎病生物农药中的用途（ZL 201310180642.X）2)一种Sm1-chit42木霉工程菌构建及其应用（申请公开号：CN109402159A）7、论文专利：三、微生物刺激剂产品开发1、重点研发产品类型：1）QJ220微生物

13、菌剂（一阶段）2）QJ520土壤修复菌剂（一阶段）3）QJ820微生物接种剂（二阶段）2、一阶段首期5款产品：1）木芽220菌剂2）木芽520菌剂3）木芽（CA）生物有机肥4）木芽（CG）生物有机肥5）木芽（CR）生物有机肥三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、产品系列介绍三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发三、微生物刺激剂产品开发侨昌生物木芽系列微生物菌剂特点木芽系列微生物菌剂已经突破了国内几乎所有常规微生物肥料（菌剂）以数量来衡量产品质量和市场价

14、格的单一标准，而是明确了有特定功能的典型代谢产物为前提的更高更新的要求。虽然木芽系列微生物菌剂产品都满足国家或行业要求的标准，但更想把通过代谢机理上研究确定的有特定功能的代谢产物引入到农业生产中，以解决当前农户应用和作物生长所面临的一些痛点和局限。如上所述，由棘孢木霉和解淀粉芽孢杆菌共培养发酵而成的木芽系列微生物菌剂，内含丰富的拮抗防病、营养促生、平衡调节等代谢产物多重作用功效，就明显优于市场上流通的大多数微生物肥料（菌剂）；同时，在代谢组份和作用机理上比较明确，使用安全方便、高效生态，所以更容易为未来健康农业（“减肥减药、提质增效、高效环保、绿色生态”）所接受。四、侨昌生物定位和布局1、公司

15、定位侨昌生物科技（上海）有限公司（以下简称“侨昌生物”）以国际领先的木霉真菌和芽孢细菌共生培养发酵技术为核心，打通上游发酵原药和下游制剂市场的全产业链，专注于微生物源发酵先进工艺的研究与创新，致力于生物农药、肥料（菌剂）、生物饲料及相关生物刺激剂特色农业生物产品的开发。力争3-5年达到或经科创版达到中小板的上市要求。2、成立背景1）先期与上海交通大学农业与生物学院共建JH联合实验室，专注于棘孢木霉-解淀粉芽孢杆菌的共生培养发酵及代谢分析研究，并取得突破性技术进展；2）2018年8月23日，北京首建集团（地产、金融、农业）注资1亿元成立侨昌生物公司，先期拟投资数亿元进军农业生物领域。3、生产基地

16、以侨昌生物核心技术为先导，结合当地资源优势，全资或共建。1）上海本部：建立有生产环评性质的产品证照登记申请体系，快速累积知识产权等软实力，同时结合JH联合实验室逐步升级为上海市级的研究中心；2）河南基地：结合生物农药等原药发酵下游产品；3）山东基地：结合海藻提取物及生物环保处理；4）浙江基地：导入新的发酵产品合作；5）其它基地：结合新型有机质源开发。2、国际合作1）俄罗斯国家工业微生物遗传与选育研究所；2）以色列先进全系特肥引进；3）乌克兰特肥技术合作；4）依托中国生物刺激剂联盟（CBDA）主导支持亚太生物刺激剂发展联盟（APBC）建立；5）同步引领国际生物刺激剂标准制定。3、海外布局1）东南

17、亚市场：印度、越南、柬埔寨、缅甸；2）一带一路重点国家：俄罗斯、乌克兰、乌兹别克斯坦；3）南美市场：巴西、哥伦比亚、智力；四、侨昌生物定位和布局4、共培养微生物肥料代谢物质量标准（讨论建立国际标准）1）比较10种木霉菌和10种芽孢杆菌共培养情况下标志物含量范围。2）比较10种常见培养基次生代谢物总量、初生代谢物的总量3）拮抗模式病菌（禾谷镰孢菌）最低含量阈值4）促生模式植物（拟南芥）最低含量阈值5）单位体积代谢物含有标志拮抗性次生代谢物水平-标准规定了微生物共培养标志性代谢物含量的高效液相色谱测定方法。-标准适用于微生物共培养标志生代谢物生测标准。-今年上半年会向国际标准组织ISO TC134 WG1提交相关材料。四、侨昌生物定位和布局5年建成国家级生物刺激剂研究院5、侨昌生物未来研发体系规划配方筛选样品制备大棚实验安全生测市场调研分析菌种筛选及优化提取分离纯化技术优化生物发酵技术优化产品登记专利等生物刺激剂研究院JH联合实验室技术支持原药开发管理生物农药/肥料开发管理知识产权/规划管理原药制剂市场竞品调研储备项目调研四、侨昌生物定位和布局