10多年來(lái)，團隊以“大數據—菌種基因—新靶標—控制關(guān)鍵技術(shù)”為主線(xiàn)，構建起中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫，有效解決了我國食品微生物安全的重要技術(shù)問(wèn)題，顯著(zhù)提升了防控效率，使微生物污染率下降90%以上。該成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。
“在影響食品安全的三大要素中，微生物是最重要的因素，60%以上的食物中毒都是由致命微生物引起的?！敝袊こ淘涸菏?、廣東省科學(xué)院微生物研究所名譽(yù)所長(cháng)吳清平一直潛心微生物學(xué)科研究，他深知微生物危害是食品安全的首要威脅。
面對潛在的安全風(fēng)險，10多年來(lái)，他帶領(lǐng)科研團隊深入研究，以“大數據—菌種基因—新靶標—控制關(guān)鍵技術(shù)”為主線(xiàn)，構建起中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫，有效解決了我國食品微生物安全的重要技術(shù)問(wèn)題，顯著(zhù)提升了防控效率，使微生物污染率下降90%以上。該成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。
近日，“中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫構建及其創(chuàng )新應用”項目獲得2021年度廣東省科技進(jìn)步獎特等獎。
建成全球最大的單庫風(fēng)險識別數據庫
核心種質(zhì)和系統組學(xué)大數據缺乏、高毒力持留基因型（HVPG）危害與傳播規律不清、高通量靶向HVPG檢測和控制技術(shù)與裝備亟須突破、不同食品行業(yè)的HVPG精準防控技術(shù)體系尚未建立……食品安全領(lǐng)域中，一系列尚未解決的關(guān)鍵問(wèn)題，制約了我國食品安全體系建設。
正是意識到微生物在食品安全領(lǐng)域的重要性，吳清平和團隊致力于構建中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫，希望通過(guò)這一科學(xué)大數據庫解決食品衛生安全的問(wèn)題，實(shí)現對整個(gè)國家食品安全的風(fēng)險識別。
“我們按照東北區、華北區、華南區、中南區、西南區和西北區六大行政區，進(jìn)行了全國范圍內的采樣以及綜合分析。其中華南區還包括了澳門(mén)、香港?！睋乔迤浇榻B，在此基礎上，團隊構建起了6個(gè)數據庫：風(fēng)險識別數據庫、菌種資源數據庫、分布數據庫、全基因組數據庫、條碼指紋數據庫、溯源追蹤數據庫。
“通過(guò)數據庫，可以呈現中國食品微生物安全整體風(fēng)險水平，以及發(fā)現主要污染的致病微生物是什么?！彼f(shuō)，“原來(lái)我國是以菌種為識別單位的，這次深入到了基因型的水平進(jìn)行識別，使得我們可以更加清晰地認知到我國面臨的主要食品微生物安全風(fēng)險?！?/p>
在構建科學(xué)大數據庫的基礎上，科研人員可以進(jìn)一步研究食品危害是如何形成的，把危害機理搞清楚，有助于未來(lái)對微生物的控制?！拔覀兘ǔ傻膯螏祜L(fēng)險識別數據庫是全球最大的，菌種量是最多的，單庫的測序量也是最大的。我們測序了2萬(wàn)多株實(shí)驗性致病微生物，才找到它的基因型。并因此挖掘出了接近200個(gè)新的檢測靶標，順利實(shí)現了對實(shí)驗性致病菌檢測全覆蓋?！眳乔迤浇榻B。
科學(xué)大數據庫的建立為進(jìn)一步開(kāi)展微生物研究與產(chǎn)業(yè)應用奠定了基礎，團隊開(kāi)始推動(dòng)從科學(xué)大數據庫構建到產(chǎn)業(yè)防控應用的系統性探索，研發(fā)了食源性致病菌和病毒的高通量快速檢測技術(shù)及檢測芯片，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)實(shí)現檢測全覆蓋。
微生物污染率下降了90%以上
食品工業(yè)是我國第一大制造業(yè)，保障食品安全是食品工業(yè)發(fā)展的根本。吳清平介紹：“我們的系統探明了HVPG的主要型別，明確了我國食品安全防控的關(guān)鍵；闡明了主要HVPG持留和危害形成機制，實(shí)現了產(chǎn)業(yè)鏈中精準溯源。同時(shí)，創(chuàng )制了系列靶向HVPG高效控制技術(shù)，提高控制效率1—2倍?！?/p>
科學(xué)大數據庫構建后，針對不同的食品行業(yè)加工技術(shù)，團隊與全國食品行業(yè)龍頭企業(yè)開(kāi)展深度合作研究，創(chuàng )建了不同行業(yè)的HVPG精準防控關(guān)鍵技術(shù)和體系，開(kāi)創(chuàng )了應用科學(xué)大數據解決關(guān)鍵問(wèn)題的新模式?！鞍踩刂萍夹g(shù)覆蓋了我國主要的食品產(chǎn)業(yè)鏈，使微生物污染率下降了90%以上，為食品安全保障提供了強有力的支持?！眳乔迤秸f(shuō)。
“企業(yè)分離出任何一個(gè)菌種，對照我們的數據庫，就可以知道它的危害性、分布情況和處理分離方式等?！眳乔迤奖硎?，食品企業(yè)可以在生產(chǎn)加工鏈條中設置關(guān)鍵控制點(diǎn)，并在該點(diǎn)建立數據庫。當企業(yè)數據庫與中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫進(jìn)行鏈接時(shí)，在線(xiàn)監控系統就能自動(dòng)識別風(fēng)險水平，為企業(yè)控制生產(chǎn)環(huán)節提供參考。
這樣一個(gè)菌種保有量達12萬(wàn)株、單庫體量國際最大的食品微生物安全與健康菌種資源庫，真正構建起來(lái)又談何容易。僅以采樣為例，據吳清平介紹，從2007年開(kāi)始組建超過(guò)200人的團隊以來(lái)，團隊成員采集的一手微生物樣本接近4.5萬(wàn)余份，足跡遍布全國；隨后的菌種分離鑒定工作量同樣巨大?！安蓸?、分離鑒定，這些都是非?；A的工作，需要有甘坐冷板凳的奉獻精神。正是有了研究者的貢獻和努力，我們才能建成?！眳乔迤秸f(shuō)。
該研究項目實(shí)現了我國多個(gè)首次：首次建成我國最大、具代表性和國際影響力的食品微生物安全科學(xué)大數據庫，明確我國大宗食品及產(chǎn)業(yè)鏈中系統風(fēng)險；首次建成具有代表性及組學(xué)信息特征的標準菌種資源庫，打破了發(fā)達國家對于核心菌種的壟斷。挖掘出特異性分子靶標184個(gè)，擺脫了對國外檢測靶標的依賴(lài)，靈敏度提高5—10倍、檢測時(shí)間縮短70%以上……
成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)
據統計，此次獲獎的“中國食品微生物安全科學(xué)大數據庫構建及其創(chuàng )新應用”項目，其成果已推廣至全國6000余家食品企業(yè)。在廣東，近3年10家應用該成果的單位新增銷(xiāo)售額109.09億元，新增利潤15.70億元。
“更重要的是，該項目全面提升了我國食品產(chǎn)業(yè)微生物安全保障水平，引領(lǐng)了國家食品微生物核心種質(zhì)和科學(xué)大數據創(chuàng )制，領(lǐng)銜建立了國家微生物種業(yè)戰略創(chuàng )新聯(lián)盟，并在脫貧攻堅與鄉村振興中發(fā)揮了重要作用?！眳乔迤綇娬{，“只有將珍貴的資源庫、核心關(guān)鍵數據掌握在自己手中，才能甩掉‘卡脖子’的手?！?/p>
“其實(shí)現在也只是萬(wàn)里長(cháng)征走完第一步?！眳乔迤礁嬖V記者，“不僅要識別微生物的過(guò)去、現在，還要預測微生物未來(lái)的變化，在食品安全領(lǐng)域，我們將繼續往全基因組進(jìn)行研究?！?/p>
吳清平透露，下一步，團隊將繼續完善食品微生物安全科學(xué)大數據庫，將數據庫進(jìn)一步延伸到農業(yè)微生物、環(huán)境微生物、醫藥微生物、大氣空間微生物、水生微生物、海洋微生物等領(lǐng)域。計劃在未來(lái)5年將菌種保有量提升至20萬(wàn)株，10—15年提升至100萬(wàn)株，屆時(shí)數據庫菌種保有量將占全球總菌種量的30%左右。
“推進(jìn)中國微生物菌種基因的大科學(xué)裝置建設，提升我國微生物科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)水平，立足于國際前沿，并吸引高端人才?！痹趨乔迤降囊巹澲?，還將建立面向公眾開(kāi)放的微生物安全與健康網(wǎng)絡(luò )平臺，以豐富的科普內容向公眾普及微生物安全健康知識。
“現在是我國科學(xué)家做科研、創(chuàng )新最好的時(shí)期，國家將科技創(chuàng )新擺到了前所未有的高度?！边@些年來(lái)，吳清平最大的感受是，國家的支持，使得科研人員能夠專(zhuān)心、潛心進(jìn)行創(chuàng )新，推進(jìn)成果產(chǎn)業(yè)化。（記者 葉 青）
