新策略實現農業廢棄物生產阿維菌素的綠色制造

近日，中國農業科學院植物保護研究所微生物天然產物農藥創新任務團隊在《生物資源技術》(Bioresource Technology)上發表研究論文。該研究探索了利用農業廢棄物進行固體發酵，實現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，市場規模突破30億美元，中國是全球唯一生產國。阿維鏈霉菌（Streptomyces avermitilis）規模化液體發酵是阿維菌素的主要生產方式，然而高能耗、高污染和高成本的現狀，制約了其在可持續農業中的應用。考慮到農業廢棄物資源化利用是實現農業綠色發展的重要途徑，該團隊探索了利用農業廢棄物進行固體發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廢棄物進行比較分析，確定了可用于阿維菌素固體發酵的培養基最優成分種類（麥麩、玉米芯、甘蔗渣、蚯蚓糞等）及其含量。通過響應面優化分析發現，基質含水量、氧傳質是影響阿維菌素固體發酵效果的關鍵因素，在78.5%的基質水含量與25%的接種量條件下，固體發酵效率最高。

為了探索阿維菌素固體發酵的可應用性，研究探索了淺盤連續發酵策略，可實現四輪重復批次穩定性發酵，顯著縮短發酵延滯期，阿維菌素B1a產量達到3.83 mg/gds，綜合測算成本相比液體發酵降低8.38%。

此外，阿維菌素固體發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中的應用場景，為鏈霉菌屬其他農用天然產物綠色生產與應用提供了借鑒。

中國農業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。中國農業科學院植物保護研究所研究員李珊珊和東北農業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計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院創新工程項目的資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132625