张和平：寻“菌”30余载 让“小菌种”发挥“大能量”

分离菌株、纯化、鉴定、冷冻干燥……几十株近日发现于云南省自然发酵牦牛奶中的乳酸菌，正在内蒙古农业大学科研人员的操作下，做好“安家”乳酸菌种质资源库前的各项准备。

乳酸菌被认为是重要的微生物战略资源之一，其应用领域涵盖食品工业、健康医疗、畜禽绿色养殖、农业和生态保护等领域等，被誉为乳业的“芯片”。

在内蒙古农业大学乳酸菌种质资源库里，来自云南和内蒙古的乳酸菌株虽在地域上相隔几千公里，在这里却成为“邻居”。它们不远处，还有一个曾经遨游太空的“邻居”：从太空归来的菌株。

这个庞大的乳酸菌种质资源库凝结了内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室主任张和平及其团队，寻“菌”30余年的努力。

“我们从46个国家采集自然发酵乳制品等样品6663份，分离保藏乳酸菌55328株，覆盖乳酸菌物种的98%以上，建成全球藏量最大、种类最全的原创性乳酸菌种质资源库。”张和平介绍，这些乳酸菌株奠定了我国乳酸菌科学研究和产业化应用的资源基础。

我国乳酸菌研究在20世纪80年代至90年代，面临着种质资源收集保护不足、资源库建设滞后、优良菌株筛选技术匮乏以及自主研发能力欠缺等诸多挑战。

“20世纪80年代，我们的乳制品企业几乎都是使用国外的乳酸菌株，当时有关乳制品发酵剂的研发技术、知识产权以及菌种和产品几乎被西方国家所掌控，购买价格也十分高昂。”张和平回忆道，那时候去参观国外的乳品企业，其工作人员只允许他参观乳品生产车间，涉及核心技术的乳酸菌制备车间禁止进入。

“菌种和相关核心技术等不来、要不来，我们一定要努力攻关，将其掌握在自己手里。”1989年，硕士毕业留校任教的张和平心里憋着一股劲，要建立中国自己的乳酸菌种质资源库，打破国外对优良菌种和产品的垄断。

为找到优质乳酸菌株，张和平常常深入草原、山区采集传统发酵乳样品。在草原深处，牧民分散居住，交通不便。张和平经常徒步采集样品，有时候一走就是一整天。

一次前往青海采样的途中，张和平乘坐汽车在崎岖的盘山路上前行，因下雨路面湿滑，车辆突然侧滑冲出道路，所幸当时及时刹车没有掉落悬崖。“那次比较惊险，但在当地牧民制作的酸奶中找到一种优质乳酸菌，收获很大，我很满足。”张和平说。

寻“菌”30余年，张和平从一个人到一个团队，从荒漠戈壁到森林草原，科研人员一步一个脚印、一株一株地寻找，中国自己的乳酸菌种质资源库也不断“上新”，持续扩容。

张和平带领团队从2018年起开展“乳酸菌万株基因组项目”，通过对乳酸菌基因组测序，解析菌株功能，挖掘菌株特性。

功夫不负有心人，多年的坚持终于见到成效。张和平和他的团队基于已完成的3万余株乳酸菌基因组数据，结合公共数据库中乳酸菌基因组信息，创建全球首个集乳酸菌基因组数据与功能研究于一体的共享平台——iLABdb数据库。目前，数据库中已有90104个乳酸菌基因组，通过团队搭建的共享平台正在为全球乳酸菌研究提供“中国方案”。

“数据库不仅汇集超过9万个乳酸菌基因组的序列和元数据信息，还提供关于乳酸菌序列分析、可视化和数据共享的工具，为乳酸菌物种注释、功能解析和深度开发利用提供分析平台。”张和平说，团队充分运用基因组大数据和人工智能等技术，创建了国际领先的乳酸菌高通量智能筛选技术，筛选适用于多场景应用的优质菌株，破解了我国优良乳酸菌菌株长期匮乏的难题。

“以前我们在这方面被‘卡脖子’，如今我去开学术会议时，很多外国同行认为我们在乳酸菌研究领域里‘最有竞争力’。”张和平笑着说。

“接下来，还是要把乳酸菌种质资源库的规模继续扩大，将科研、产业和人才培养深度融合，发挥小小乳酸菌的‘大能量’。”张和平说。