微生物作为研究生物体进化演变和遗传变异基本规律的模式生物，是推动农业科技进步的重要源泉。来源于微生物的重要工具酶和元器件已广泛应用于基因编辑和合成生物技术，在高产、抗逆节水、营养高效利用和机械化种植等农业领域，农业微生物产业已成为当前经济发展中较为重要的新兴产业之一。
种质资源是农业微生物产业发展的基本要素，充分开发种质资源已经成为农业微生物产业发展的基础保障。当前，全球78个国家和地区共有在册微生物菌种保藏机构804家，微生物保存总量达327万余株，中国作为世界12个高度生物多样性国家之一，农业微生物资源专业菌种库资源保藏量却不足5万株，随着中国科技创新力度的持续加大，农业微生物资源开发力度有望不断加强。随着新型微生物分离培养技术、微生物组学和合成生物学的兴起，农业微生物基础研究和关键技术突破面临新的机遇与挑战。植物根系被视为是第二次绿色革命的关键，丛枝菌根真菌与植株共生可表现出良好的生产效应，对促进植物生长发育、增强植物抗逆性、减少植物土传病害发生具有重要意义。目前，我国初步建立了农业微生物种质资源保护体系。目前我国农业微生物产业发展规模大、市场潜力广，微生物肥料、农药等产业市场规模位居全球前列。进一步拉动对农业微生物产业发展的需求，凸显出农业微生物产业的市场潜力。随着我国逐渐从粗放型、小农户为主的农业种植形态转向适度规模经营模式，种植业不仅需要保障作物产量，还要持续提高农业生产效率，改善生态环境。在这一过程中，微生物技术以微生物肥料的产品形态被广泛应用于农业生产中，通过土壤、环境、植物营养元素的供应以及所产生代谢产物对植物产生有益的作用。微生物肥料在提高谷物产量和质量、提高蔬菜品质和增加水果的甜度及口感方面的作用，以及其对减少化肥使用的贡献都显现出微生物技术在种植业中的巨大发展潜力。我国作为成长型粮食消费大国，存在农业资源环境约束趋紧、农业科技取得新突破难度增大等现实困境与挑战，包括土地和劳动力在内的粮食生产成本不断上升、世界粮食供应链不稳定导致进口风险加大，使得粮食安全任务压力将在未来一段较长时间内持续存在。据预测，2030年农业微生物技术可使作物增产1.3~2.5亿t，减少500~2000万t粮食损失。因此，加强农业微生物科技创新和产业发展对保障国家食物安全意义重大。当前，我国农业发展面临资源约束和生态环境保护双重压力，农药、化肥及抗生素的滥用，不仅造成生物多样性锐减、生态系统失衡等严峻问题，也对我国农产品消费者身体健康带来损害。合成生物技术在高光效固碳、固氮节肥增效、生物抗逆节水、生物质资源化等方面显示巨大应用潜力，可减少98%用水量、91%土地需求、84% 温室气体排放和节约 65% 能源，这对实现农业绿色发展作用巨大。
全球微生物多样性高达1万亿种，我国作为生物多样性较丰富的国家之一，农业微生物资源专业菌种库可公开获取库藏资源总量不足。由于地理环境复杂，系统梳理和资源挖掘不够，尤其是生态环境脆弱区及自然极端环境地域，丰富的微生物遗传资源还没有挖掘利用。盐碱地、深海区、核爆区等极端环境区域的微生物和难培养微生物的基因资源挖掘还相当欠缺。我国农业微生物产业发展还处于起步阶段，尚未建立完整的农业微生物学科体系，缺乏专业人才队伍，战略性支撑人才和领军人才严重短缺。从技术链支撑农业微生物全产业链建设来看，农业微生物制造技术的结构性差异比较大，产业链高端技术创新能力不强，诸如生物反应器和精密高端仪器等还一定程度上受制于国外。此外，农业微生物检测和诊断技术不够先进，高纯度试剂还比较短缺，一定程度上依赖进口。目前，我国农业微生物产业普遍存在大而不强的情况，产业聚集效应不明显，缺乏具备国际竞争力的龙头企业。如我国肥效微生物企业产品同质化严重，2008年至2018年全国肥料登记数量超过10个的企业仅65家，80%以上企业10年肥料登记数量仅为1个，且领军企业数量少。新型肥料行业被国外市场占据，如美国ECO-GREEN和英国翠苒等进口产品占据了国内高端水溶肥市场的主导地位，我国生产的标志性薄膜控释肥几乎都由国外研发。我国农业微生物安全防控体系建设基础比较薄弱。农业微生物安全防控法律法规、生产技术规程、加工和贸易安全防控政策、专业防控队伍建设，及至微生物安全应急处置等方面，一体化安全管理体系尚未形成。作为生物防控重要保障的生物安全三级实验室，我国还不足100家，美国则已超1500家，P4实验室美国有15家，我国仅有2家，且地域分布不平衡、协同运行合力尚未形成。肥效微生物行业已建立近30个微生物肥标准和技术规程等，但仍普遍存在产品质量偏低、肥效稳定性不一致等问题。加强顶层设计，整合目前小而分散的农业微生物资源，加快推进国家级农业微生物种质资源库建设。强化种质资源评价与鉴定，突出种质资源的基础性定位，开展重要农业微生物资源的遗传分析和功能解析，建立功能基因与活性产物高通量筛选、精准化鉴定、系统性评价和高水平表达技术平台，提升库藏菌种资源的收集整合与深度利用水平。利用多学科交叉和国际化协作的大科学计划组织模式，强化“产学研用”深度融合，充分发挥科研院所、高校在产业上游的技术研发优势，激活企业在产业下游的产品研发与推广优势，占领世界农业微生物产业发展技术创新高地，推动农业微生物关键技术实现新突破。依托现有基地、园区打造具有引领性的国家级农业微生物产业发展集群。政策扶持具有创新性和引领型的农业微生物企业，培育出具有自主知识产权和市场竞争力的菌种与关键酶，创新出多功能和差异性的微生物新产品、新业态，培育具有国际竞争力的农业微生物产业龙头企业，引领国内农业微生物产业的发展。 加快推进农业微生物产业生产要素的优化配置，大力挖掘特色功能微生物种质资源，优化微生物产业发展结构，推动农业微生物制造业、新型发酵业、环保业进入产业链的价值高端，占领更大的国际市场份额。建立农业微生物资源保护中长期规划，强化农业微生物一般性和特殊性安全管理规范，发展农业微生物循环经济与生态经济，实现菌种信息标准化、菌种流通安全化、菌种保护制度化。我国农业微生物产业发展潜力巨大，随着我国农业微生物生产体系、加工体系、贸易体系、政策支持体系和安全防控体系建设的不断推进，我国农业微生物国际市场的占有份额会不断提高，国际市场竞争力也会不断增强，这对新发展阶段下，弥补农业农村发展短板，构建农业农村新发展格局起到重要的产业支撑作用。
