农业微生物：微米体态，撬动千亿市场

为加快农业创新发展，开发和利用种质资源成为国家的重点工程，农业微生物的研究和应用，成为提升农业科技竞争力的排头兵。

微生物是生态系统的重要构成部分，在物质循环中具有非常重要的作用。微生物具有多种优势特点，如广谱、高效、无污染、安全等，伴随高科技的介入使微生物的开发，成为一个新兴的战略型产业，微观世界的开发现在已经使农业生物化成为农业发展中的重要分支。

植物、动物、微生物关系图

什么是农业微生物和农业微生物产业呢？

农业微生物，主要是指与农业生产（种植业、养殖业）、农产品加工、农业生物技术及农业生态环境保护等有关的应用微生物的总称。不难想到农业微生物产业就是利用农业微生物资源及其工程技术实现产业化的工业型农业。

微生物饲料、微生物肥料、微生物农药、微生物能源、微生物食品、微生物环境保护剂等都是农业微生物产业的重要组成部分。

农业微生物布局农业发展全产业链条，在可持续发展战略中可谓“大有可为”。

农业微生物可有效缓解资源短缺、粮食需求、生态环境污染等压力，主要表现在以下几方面：其一，可以利用微生物技术处理，实现废弃物的无害化和再利用；其二，微生物农业是具有高科技生物工程内涵的“发酵工程”和“酶工程”，可以实现农产品的工厂化生产，缓解粮食紧缺的矛盾；其三，可以改善农业生态环境，实现农业可持续发展。

随着探索微生物技术的持续完善和发展，农业微生物不断催生新产业的诞生，成为实现农业碳达峰和碳中和的中坚力量。

农业微生物产业化的核心是技术，其学科基础是“微生物学”，技术基础是“生物工程”。其中发酵工程与细胞和组织培养技术是较为成熟和广泛应用的技术，重组DNA 技术和酶固定化技术是生物工程具有特色和潜力的技术。

近年来，高通量测序和质谱等高科技技术的介入，为微生物组和合成生物学的研究提供了新思路，为进一步探索农业微生物功能基因、筛选高转化效率菌种提供了保障，将推动农业微生物产业快速发展。

农业微生物产业是将“二维结构”传统农业转变为动物、植物、微生物资源并重的“三维结构”的新型农业。微生物农药、微生物肥料、微生物饲料和微生物环境保护剂等产业的兴起和产品与技术的推广应用，对实现绿色食品生产和生态安全具有重要作用。

农业微生物产业框架（资料来源：35斗）

微生物肥料中含有一些活性菌，对肥料进行分解之后，可以形成与有机胶体相互结合的物质，进而改善土壤结构，提高肥料利用率，让土壤肥力得到极大提高。相较于化学肥料而言不仅不会引起新的污染，还可治理和改善环境，产生长期良好的生态效应。

数据来源：Crunchbase和天眼查，35斗整理

行业案例：Pivot Bio

Pivot Bio成立于2010年，总部位于美国加州伯克利市，诞生自加州大学伯克利分校的实验室，是一家微生物固氮公司。该公司曾制造出世界上首个能产生氮的微生物，这种微生物可作为一种可持续的肥料，嫁接到玉米上，将氮直接输送到玉米植株的根部，并贯穿整个生长季节。

Pivot Bio估计，如果将Pivot Bio PROVEN产品用于35％的玉米田，将减少近20000公吨的一氧化氮排放，相当于减少150万辆汽车行驶产生的一氧化氮。

迄今，Pivot Bio融资总额达到6亿美元，估值近20亿美元。未来将继续提高公司液体微生物产品效率，以及致力于产品在其他国家的推广。

Pivot Bio融资历程

微生物农药通过病菌拮抗产生毒素，导致昆虫相关生理活动受到严重阻碍，有害植物细胞死亡，相应组织器官受到损害，从而达到消灭害虫的作用，这种生物制剂具有极大的研究价值。相较于传统化学农药毒性低、分解快，对环境友好，能完全或部分替代化学农药。

数据来源：Crunchbase和天眼查，35斗整理

行业案例：AgBiome

AgBiome是一家成立于2012年的美国生物技术公司，基于微生物全基因组大数据平台开发全新的农业投入品，例如，生物农药、生物肥料、作物性状等。公司创始人大多来自国际巨头Bayer、Syngenta等公司的资深农业行业专家，使得企业更具备国际视野。

该公司已经对26000种微生物进行了测序，并进行了特性分析，公司的创新型产品Howler，是一种可用于作物病害控制的生物杀菌剂，适用于多种作物、草坪和观赏植物。

从成立至今AgBiome通过多轮融资获得了总计2.525亿美元的风险投资，将继续致力于微生物全基因组大数据平台Genesis及产品研发。

微生物饲料包括两部分，一种为通过微生物进行分解，将植物秸秆、糠麸、泥炭等作为饲料，缓解人畜争食问题；另一种以替代抗生素的微生物制剂和酶制剂添加到饲料中，可促进动物生长发育、改善畜产品品质、提高动物抗病性和饲料转化利用率，大幅度降低抗生素和化学兽药的使用量，从而避免抗菌药物等兽药在动物体内的残留。

数据来源：Crunchbase和天眼查，35斗整理

行业案例：Resilient Biotics

Resilient Biotics成立于2016年，是一家专注于动物微生态制剂的初创企业，运用生物信息学和机器学习等工具，使 Resilient 公司开发出了作用效果突出的产品。

该公司于2021年1月完成了710万美元的A轮融资。将主要用于旗舰产品RBX001的后续开发，同时也将开发更多活体生物药（Live Biotherapeutics，LBPs），该生物药将作为一类重要的替抗产品，用于动物养殖业。

行业案例：Motif FoodWorks

Motif FoodWorks是一家成立于2019年，总部位于波士顿的公司，专注于食品原料高效成分的开发，该公司与加拿大圭尔夫大学建立合作关系，旨在寻找和开发新的技术方法，使植物性脂肪更像动物脂肪。

公司2021年旨在提高植物肉的风味和性能的第一种植物蛋白原料商业化，2022年初推出专注于改善植物性肉类质地的第二种成分。

该公司至今已融资3.443亿美元，后期仍致力于在植物性肉类和乳制品口味或质地改善。

Motif FoodWorks融资历程

微生物能源是微生物将有机物利用其发酵功能转化为一些生物燃料，包括甲烷、酒精、氢气等可燃烧物质，甚至转化为电能。微生物能源原料广泛、条件温和、清洁高效，具有极高的现实意义。

数据来源：Crunchbase和天眼查，35斗整理

行业案例：Electrochaea

Electrochaea成立于 2010年，总部位于德国，该公司通过专利生物催化剂（一种产甲烷古菌）从CO2和H2合成可再生甲烷。在甲烷化系统中生产管道级甲烷，可注入气网或立即使用。

二氧化碳可以从任何来源回收，例如厌氧消化器、垃圾填埋场、乳制品、发酵设施或工业过程。而且，可再生氢气可以通过电解从可再生电力或其他废物来源产生。

该公司已通过多轮融资，在美国、瑞士和丹麦成功运营了工业规模的中试工厂，并计划到2025年建立一个1吉瓦的工厂，每年可生产超过150 亿立方英尺的可再生甲烷。

Electrochaea融资历程

微生物生态环境保护剂主要是对城市污水、垃圾渗滤液、畜禽粪便、工厂臭气以及土壤中的有害化学物质等的治理，且不会造成二次污染，从而改善农业生态环境，加快实现农业碳达峰和碳中和。

注：含微生物组研究企业

行业案例：蓝晶微生物

蓝晶微生物（Bluepha）成立于2016年，实验室是由北大、清华和牛津优秀毕业生构成的核心团队，通过改造微生物生产的天然高分子材料，使其具有与塑料相似的力学性能，可以被加工成各种塑料制品。

该公司开发的PHA（聚羟基脂肪酸酯）产品是在所有自然环境中均可自发完全降解的生物材料，由PHA制成的塑料品，被丢弃后可以在土壤和水体中被自然降解，变成土壤和水体微生物的营养物质。

成立至今Bluepha已有多轮融资，将专注于全生物可降解材料PHA的规模化生产线建设、PHA在多种场景的应用开发和数字原生研发平台 CloudLab1 的扩张升级。同时，与行业内外伙伴的合作，协同推动合成生物产业发展。

蓝晶微生物融资历程

农业微生物作为农业可持续发展的重要资源，农业生态系统中微生物功能的最大化已成为未来农业发展的关键因素。

根据Markets Research的数据显示，2021-2026年，全球农业微生物市场预计复合年增长率5.5%。我国微生物农药市场规模预计将从2019年的1.6307亿美元增长到2026年的3.0465亿美元，预测复合年增长率为15.13%。我国2020年微生物肥料市场价值为40.265亿美元，预计到 2027年将达到86.1143亿美元，预计复合年增长率为 9.80%。

为促进生态农业，微生物肥药产品的需求不断增长，使得全球诞生出一些集微生物研究与应用的企业，势在促进微生物农药、肥料、种子等产业的发展，进而改良土壤生态环境，形成良好生态效应。

为缓解资源短缺及生产过程中带来的资源损耗，在微生物食品赛道，不少初创企业已经将创新方向指向植物源的动物食品替代品，如植物奶酪、人造肉等。

我国农业微生物发展趋势劲头十足，企业众多，目前主要力量集中于微生物肥药领域，但行业整体发展不够完善，绝大多数缺乏核心微生物菌株、功能活性分子机制不清、应用技术落后、高性能产品匮乏等，从而缺乏国际核心竞争力。

随着社会经济的迅速发展，农业发展进入了新的阶段，生态农业已成为世界农业发展的重要模式和方向。因此，提升核心微生物技术，开发农业微生物产品，成为带动产业升级和发展的重中之重。

参考资料：