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微生物发酵在中国有着悠久的历史，目前中国已成为全球范围内的“发酵大国”。然而，当前的发展模式仍以廉价劳动力和原材料为基础，消耗大量能源和粮食，并对生态环境造成损害。微生物发酵的核心竞争力在于生产菌株的产量。我国现有生产菌株的单位发酵产量普遍较低，这种高消耗、高污染的粗放型发展模式已成为阻碍低碳经济持续高速发展的瓶颈。如何从根本上解决问题，提高生产菌株的单位发酵产量、原料利用率，降低能耗和生产成本，减少环境污染，是促进我国向“发酵强国”转变的关键。

阿维菌素是一种高效、低毒、广谱的杀虫活性物质，在医药、农业和畜牧业生产中具有广阔的应用前景。中国科学院微生物研究所张立新研究团队通过比较阿维菌素高产菌株与模式菌株的基因表达差异，精确定位了与抗生素产量相关的关键基因σhrdB，并针对该基因进行基因工程改造，协调细胞内初级和次级代谢，将工业生产菌株中阿维菌素的产量提高了52%。高效菌株在180吨发酵罐上的产量达到6382 μg/ml，生长和产素水平稳定，为企业创造了巨大的经济和社会效益。上述结果于2010年6月7日发表在美国科学院院报（PNAS）上。高效阿维菌素高产菌株的成功获得表明，精确工程能够用于优化复杂调控系统中的次级代谢产物产量，对提高其他微生物活性代谢产物的效能也具有指导意义。

此项工作得到了国家“863”项目和中科院方向性项目的支持。张立新研发团队以阿维菌素为例，获得了解决上述问题的共性技术，取得了具有独立自主知识产权的专利授权，奠定了我国在这一领域的国际学术地位，为实现“中国制造”向“中国创造”的转变打下了坚实基础。