中国科学院微生物研究所成立于1958年12月3日，由中国科学院应用真菌研究所和北京微生物研究室合并而成。自诞生之日起，微生物所始终坚持科研为国、产业报国，历经数代科研人员勇攀高峰，赓续奋斗，于今已发展成为具有雄厚基础、强大实力和广泛影响的微生物综合性研究机构，成果纵贯资源保藏、功能改造、技术创新到成果转化的创新价值链，成为我国微生物学领域最重要的国家战略科技力量。
诞 生
1958年12月3日，戴芳澜、邓叔群领导的中国科学院应用真菌研究所和方心芳领导的北京微生物研究室合并，中国科学院微生物研究所正式成立，戴芳澜任所长，邓叔群、林一夫、方心芳任副所长。研究所紧密贴合国家工农业生产需求，开展基础研究和应用研究，在较高的水准和层次上迅速推进各项科研业务。
初 创
1956—1966年，微生物所紧密贴合国家需求，建设完成了微生物学研究赖以进行的基础设施，逐步推进学科发展布局，确立了以下研究方向：系统研究各类微生物，特别是具有经济价值的种类的分布和生态；积极扩大利用微生物的有益作用，并控制有害作用，以解决工农业生产中的重大问题；深入研究有代表性的微生物的生理生化、遗传和生物物理学，以期阐明微生物学和一般生物学中的某些基本问题，从而使微生物学更好地为社会主义建设服务。
根据研究所的发展方向，先后建立了八个研究室：真菌研究室、病毒研究室、生理生化研究室、生物物理研究室、遗传研究室、农业微生物研究室、工业微生物研究室和地微生物研究室。
研究所承担的课题任务主要瞄准工农业生产需求。如：农业微生物室承担的任务有小麦锈病、马铃薯晚疫病、棉花枯萎病的防治研究及农业抗生素的研究；病毒室承担油菜花叶病毒的研究；生理生化室承担烟草花叶病毒的纯化研究；工业微生物室主要承担丙酮丁醇发酵、菌类饲料和酒精酵母的研究；地微生物室则研究微生物方法勘探石油和黄河三门峡地区铁细菌的调查。当时的分类学研究也比较靠近农业。例如，真菌分类除了研究经济真菌和一些大型真菌的培养外，还研究土壤真菌对小麦丰产田土壤肥力的作用。细菌和放线菌的分类研究其科研任务也包括丰产田中微生物区系的鉴定、有机肥料中微生物的活动等。
到1966年，微生物所在我国微生物资源调查、微生物生理代谢、微生物遗传变异等方面做了大量的工作。在资源调查和保藏基础上，出版了《中国的真菌》、《中国真菌学与植物病理学文献》、《中国锈菌索引》、《中国经济植物病源录》等著作，有力推动了相关学科的建立和发展。在工业微生物学、地微生物学、霉腐微生物学方面结合国民经济发展需求，筛选出一大批适合应用的优良菌种，分别在我国酿造、酒精、丙酮丁醇、有机酸、毛皮加工、石油勘探等生产领域得到推广应用，解决了生产中的许多实际问题，深受工农业生产单位的欢迎。所开展的抗生素与拮抗微生物研究和抗生素生产在人民群众健康事业上做出了贡献。1964年国家颁发的“工业新产品”奖中，微生物所防治小麦锈病杀虫剂——南开五号获得二等奖，可的唑的生产菌AS3.65和优良的油漆和塑料防腐剂获得三等奖。值得一提的是，1960年，微生物所利用白地霉培养的粮食代用品“人造肉”“向微生物要食物”，得到广泛关注和重视。
1963年，微生物所筛选到能大量产生谷氨酸菌株北京棒杆菌AS1.299，随后2年间，全国各地采用这株菌种陆续投产，味精产量从5千吨猛增至10万多吨，该生产方式大量节约了粮食，减轻了劳动强度，维护了工人的健康，减少了对环境的污染，并在我国建立起规模宏大的L-谷氨酸发酵产业。1978年，该技术获得全国科学大会奖和中国科学院重点科技成果奖。
坚 守
1966-1976年，微生物所坚持为生产服务的大方向，坚守科研阵地，优势研究方向没有变、重要应用研究项目没有停、有苗头的跟踪和探索研究没有放。1972年1月，微生物所成立了首届学术委员会，方心芳任主任，魏江春、张树政等任副主任。
十年间，研究所许多优秀的传统项目如微生物分类和保藏，真菌志和地衣志的编研，都得到了保留和延续。一些重要的应用开发研究如二步发酵法生产维生素C新工艺，纤维素酶、糖化酶以及其他酶制剂的研究，石油发酵生产二元酸、谷氨酸和其他有机酸的开发研究，烟草花叶病毒（TMV）核酸和蛋白外壳体外酶促合成以及马铃薯退化病的防治研究等，都取得了重要进展，有些研究为以后的重大突破奠定了基础。
1970年，微生物所共有17项有应用价值和可投产的科技成果。其中有的达到国际先进水平，如红曲糖化酶的生产和酶法制造葡萄糖，铜和锰的微生物冶炼；有的属于新工艺，微生物法转化甾体原料生产确炎舒松——A，医药丝绸脱胶；有的是国内新产品，如春雷霉素、丙氨酸、赖氨酸、色氨酸、脂肪酶、葡萄糖氧化酶等；有的属于解决生产中的重大问题，如光学仪器的防霉，山梨糖发酵和苏云金杆菌生产中的噬菌体问题等。
1969年初，微生物所启动二步发酵法生产维生素C新工艺的研究和开发。1975年，新工艺用于工业生产。1983年，获国家发明二等奖，在国际上也是首创。1985年，该新工艺以550万美元（约合人民币一千多万）转让瑞士Roche公司，这是当时我国最大的一宗技术出口项目。
改革发展
1978年3月，全国科学大会在北京召开。邓小平重申了“科学技术是第一生产力”，科技界迎来“科学的春天”。
1、1978-1985年
1978年10月，研究所组建了由薛禹谷任第一副所长（1980年10月任所长）的领导班子，并确定了未来的发展方向：进行基础微生物学的研究，着重基础理论的研究和提高；并利用分支学科较齐全的条件，承担四个现代化中与微生物学有关的综合性重大课题。规划还提出，到20世纪末，要培养和造就一批能创造性地解决本学科某些重大问题的微生物学专家，基本摸清我国的微生物资源，出版几部学术水平较高的专著，在主要领域内赶上和超过世界先进水平。
根据目标任务，对学科领域和研究室进行了调整，重组为八个研究室：真菌分类研究室、细菌分类研究室、病毒研究室、微生物生态研究室、微生物代谢研究室、微生物酶学研究室、微生物遗传学研究室和微生物菌种保藏研究室；建立了微生物所发酵中试厂、微生物新技术室、同位素实验室和图书情报室。
1980年，王敖全、戴秀玉和陆德如三位科学工作者在《细胞》（Cell）杂志21卷上发表了关于大肠杆菌Tn2转座子转座性质的文章，是中国科学家首次在该杂志上发表本土研究的文章。
1979年，研究所选育了uv-11菌种，并在无锡酶制剂投入工业化生产，在白酒、酒精工业成功推广。后来，经多种诱变剂处理，选用了糖化酶高产菌种，并被全国的酶制剂厂、酒精厂和白酒厂使用。根据当时的行业统计，这项技术为国家每年节约粮食22万吨，降低成本1.9亿元。1985年，这项研究“黑曲霉糖化酶酶活的提高及其在工业上的应用”获得国家科技进步一等奖。
1981年，研究所在国际上首次设计了生物防治黄瓜花叶病毒新途径，这是一种新的植物病毒防治方法，可使病情指数降低50%，增产30%。“用卫星核糖核酸防治黄瓜花叶病毒（CMV）引起的植物病毒”项目于1988年获得国家科技进步三等奖。
2、1985-1991年
1985年10月，研究所组建了由宋大康任所长的领导班子，开始组织实施开放实验室。1985年8月，作为中国科学院首批开放实验室之一，真菌地衣系统学开放研究实验室正式面向国内外开放，魏江春任主任。2001年11月，该实验室更名为“中国科学院真菌地衣系统学重点实验室”，并于2011年10月获批建设“真菌学国家重点实验室”。1987年，研究所开始组织申报“微生物资源前期开发国家重点实验室”，1989年6月获得批准，1991年实验室的建设工作正式启动，1993年12月经中科院批准，实验室正式对外开放。同时，植物生物技术实验室也加入到“中国科学院植物生物技术开放实验室”的行列中。
为推进技术成果转移转化，服务经济建设，研究所成立了中国科学院微生物技术开发公司、中科技术开发公司和发酵工业部，积极开拓技术市场。1986年，研究所扩建中试工厂，将其建成为现代化的北方生物工程中间实验基地，为科研和转化工作提供了有力支撑。
在此期间，我国传统生物技术产业不断得到改造和提升，现代生物技术产业迅速发展壮大，微生物所作为技术研发的源头，为我国酶制剂工业、发酵工业、农药医药工业及化工工业的发展做出了开拓性的贡献。
3、1991-1995年
1991年3月，以周培瑾为所长的领导班子正式组建，继续推进科研管理模式等各项改革。实行基金制和合同制，促进科技成果转化、技术服务和企业合作。1993年，改革步入综合配套、全面系统改革的新阶段，推行全成本核算。
到“八五”末期，研究所形成了六个大的研究方向，即微生物分类和保藏、植物病毒和植物分子生物学，微生物生理生态、微生物发酵、微生物化学和酶学以及微生物遗传学；形成微生物分类保藏研究室、植物病毒研究室、微生物生理生态研究室、微生物代谢研究室、微生物酶学研究室、微生物遗传研究室、微生物资源前期开发实验室、真菌地衣学开放实验室和植物生物技术开放实验室。
1991年， “转苏云金杆菌杀虫蛋白基因的烟草及其抗虫性研究”项目获得院科技进步一等奖。克隆并改造了苏云金杆菌毒蛋白基因，构造了真核生物高效表达框架，用农杆菌转化的烟草能表达毒蛋白，虫试结果表面转基因烟草对烟青虫毒杀作用为90-100%。
1993年，“利用基因工程培育的抗TMV和CMV的双抗烟草及大田试验”项目获院科技进步一等奖。培育出的双抗烟草纯化系在四代大田试验中证实了其抗病性的遗传稳定性，田间攻毒试验中发病率为20%以下，该成果达到国际上植物基因工程研究的先进水平，在大田试验、基因工程和常规选育相结合加快实用化进程方面，处于国际同类工作的前沿。
4、1995-2000年
1995年12月，研究所组建以孟广震为所长的新一届领导班子。研究所在中科院“状态与绩效评价体系”中首次被评为双A单位。同年被我院首批认定为高技术研究与发展基地型研究所试点单位。
研究所进行学科优化和结构调整，确定了微生物所三大研究领域，即：微生物资源、分子生物学和生物高技术研究与开发。设置五个研究室：菌种保藏中心、微生物生理及应用生态研究室、微生物代谢及发酵工程研究室、酶学研究室和微生物分子遗传和育种研究室；四个开放实验室：微生物资源前期开发实验室、真菌地衣学开放实验室、植物生物技术开放实验室，以及分子病毒与生物工程开放实验室（所级开放实验室）。
1996年，“微生物单井吞吐提高石油采收率的研究与应用”技术获得国家科技进步三等奖，并被我国多个油田采纳和使用。微生物所筛选获得的优良混合菌种，在二次采油的过程中，可提高采收率17-30%。在我国首次大规模地实施微生物采油法时，日产原油增加33.3-60%，并为砂岩油田提供了一种可推广的三次采油新技术，产生更可观的经济效益。
知识创新工程时期
1、1999-2004年
1998年6月，中科院知识创新工程试点正式启动。1999年，研究所组建了方荣祥为所长的新一届领导班子，并推动微生物资源前期开发国家重点实验室、真菌地衣开放实验室和中国科学院植物生物技术开放实验室率先进入了创新工程试点。2001年8月，研究所整体进入中科院创新工程试点序列，进入知识创新工程二期。
研究所《全面推进阶段知识创新工程试点方案》提出：以微生物资源、微生物分子生物学和微生物生物技术为主要研究领域，建立从资源优选、技术创新到产业形成的一条龙研发体系，根据农业发展、人口健康和环境保护等国家需求，作出具有带动作用和战略意义的自主创新成果，成为提升我国微生物产业创新发展能力的重要技术源头。
研究所按三个重点领域组建三个研究中心：微生物资源研究中心，微生物分子生物学研究中心和微生物生物技术研究中心。原植物生物技术实验室与遗传与发育所整合成为中国科学院植物生物技术开放实验室，2004年1月获科技部批准成为“植物基因组学国家重点实验室”。
1999年，路甬祥院长给微生物所题词“微生物 高科技 大产业”，提出了将基础研究转化为生产力的科技创新价值链。
1999年，“新型β—甘露聚糖酶的研制”获得中国科学院发明奖二等奖，并在2000年获得国家科学技术发明奖二等奖。该技术利用碱性β-甘露聚糖酶转化魔芋粉、田菁胶等，在国际上率先实现了甘露寡糖的生产，开辟了以植物半纤维素资源为基础的工业应用新领域。
2、2004—2008年
2004年3月，来自牛津大学的高福博士应聘成为所长，组建了新一届领导班子。研究所确立了微生物资源、工业微生物和病原微生物三大研究领域；建立了九个研究中心：微生物资源中心、微生物基因组联合研究中心、极端微生物研究中心、能源与工业生物技术中心、微生物代谢工程研究中心、环境生物技术中心、农业生物技术中心、分子病毒中心、分子免疫中心。2005年7月，微生物所开始筹办天津工业生物技术研发基地。
这一时期，长链二元酸、乳链菌肽、低聚糖、食药用真菌、生物降解塑料、氨基酸、转基因植物等科技成果，为我国产业发展、经济建设、人民健康等领域做出了重要贡献。
2004年，“转基因741杨”获国家科技发明二等奖。2005年，“乳链菌肽（NisinZ）的研究与开发”成果获得国家科技进步二等奖。同年建成我国第一座年产50吨乳链菌肽Z工业生产厂，出口实现销售总额2亿多元，实现利税5000多万元，创汇近2000万美元。它的研究和开发为调整我国食品防腐剂产业的结构，促进我国现代食品工业的发展，提高人民健康水平起到了重要作用。
2006年，“长链二元酸的研究与工业生产”获得国家科技进步二等奖。该技术自1998年起先后转让给多内多家公司，产品远销欧美等国，并已形成原创性民族企业，产品和技术也销往国际多家大型企业。中国成为世界上唯一一个能用生物技术大规模进行工业化生产长链二元酸系列产品的国家。
3、2008-2012年
2008年7月，研究所组建了黄力任常务副所长（2009年任所长）的第八届领导班子。提出了“强化资源优势，促进源头创新，加强技术转移转化”的发展战略；以研究所综合配套改革试点为契机，探索构建了高效联动的创新价值链。
研究所进一步明确了“微生物资源、微生物生物技术、病原微生物与免疫”三个研究领域；成立了5个研究室，即：微生物资源前期开发国家重点实验室、中国科学院真菌地衣系统学重点实验室、农业微生物与生物技术研究室（植物基因组学国家重点实验室微生物所部分）、工业微生物与生物技术研究室、病原微生物与免疫学研究室。2008年，病原室成为“中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室”。2011年，真菌室成为真菌学国家重点实验室。2013年，工业室获批成为“中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室”。至此，研究所5个研究室均已进入重点实验室序列。
2009年7月，研究所成立微生物资源中心（Biological Resource Center, BRC），集微生物资源收集保存、功能评价和开放共享为一体，为微生物资源的研究开发提供支撑。2009年4月筹建技术转移转化中心，推动研究所技术成果的产业化，相继开展了长链二元酸新技术开发、N-乙酰神经氨酸、普鲁兰多糖、MES（脂肪酸甲酯磺酸盐）、DHA（不饱和脂肪酸二十二碳六烯酸）、异戊二烯（生物橡胶）等的研发工作，取得良好进展，为日后的规模效益奠定了基础。
率先行动时期
1、2013—2018年
2013年7月，习近平总书记视察中科院并发表重要讲话，提出实现“四个率先”的要求，即“率先实现科学技术跨越发展，率先建成国家创新人才高地，率先建成国家高水平科技智库，率先建设国际一流科研机构”。按照中科院率先行动计划纲要，刘双江任所长的第九届所领导班子提出了贯彻落实“率先行动计划”方案。
研究所制定了发展目标：建设世界一流的微生物学研究中心和微生物技术研发基地。此时期，成功推进基金委重大研究计划“水圈微生物驱动地球元素循环”、科技部重点研发计划“合成生物学”专项、院微生物组计划、院先导专项B-“病原体宿主适应与免疫干预”等重大项目立项。在新发突破传染病跨种传播和防控，微生物－植物分子互作、合成生物学元件模块化和人工设计、阿维菌素的微生物高效合成及其生物制造等国家重大需求层面获得突破。2016年，“阿维菌素的微生物高效合成及其生物制造”获得国家科技进步二等奖。实现月桂二酸的规模化生产技术、生物基戊二胺生产技术、L-丙氨酸菌种及生产技术、降糖降脂候选新药分子、禽流感、寨卡、中东呼吸综合征疫苗抗体、多价流感疫苗等重大技术突破。
2、2019年至今
2019年，组建了钱韦领导的新一届领导班子，按照“四个率先”和“两加快一努力”要求，调整战略定位，推动改革发展，努力承担国家重大科技任务，继续产出一批重要原创成果。
研究所制定和实施“三年行动方案”，包含8个方面34条举措，统筹所长改革创新基金等资源，系统推进综合配套改革。推进国家重点实验室重组工作，“微生物多样性与资源创新利用全国重点实验室”进入正式建设。
2020年新冠疫情暴发，研究所快速响应，建立了从病毒感染致病和传播机制、病毒溯源及快速检测、疫苗及抗体开发的协同创新攻关全链条。2项抗疫成绩入选中国科学院“率先行动计划”第一阶段重大成果及标志性进展。新冠病毒重组蛋白亚单位疫苗获批紧急使用，是国际上第一个获批临床使用的新冠病毒重组亚单位蛋白疫苗。联合开发的治疗性抗体新药JS016与另一中和抗体联合使用获得了全球多个国家紧急使用授权，为全球新冠肺炎疫情防控提供了中国方案。 “新型冠状病毒国家科技资源服务系统”入选“全球15项世界互联网领先科技成果”。
此期间，在结核分枝杆菌细胞焦亡机制、新冠病毒重组蛋白疫苗研制、肠道菌群结构变异和功能研究、基因编辑小麦育种、AI挖掘抗菌肽、古菌病毒结构等领域取得重要进展。成果转移转化取得优秀成绩，在广谱疫苗与抗体药物、月桂二酸新技术产业化、生物基戊二胺及尼龙56的工业化生产、维生素B5的生物合成与绿色制造等方面均有显著进展。高附加值化学品工业生产菌株实现产能重大提升，在高附加值氨基酸及其衍生物的生物合成方面有重大进展。在γ疱疹病毒、A族肠道病毒、结核分枝杆菌、地衣型真菌、合成微生物组、基因组编辑等领域均有重要原创性成果。
当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学研究范式正在发生深刻变革，学科交叉融合不断发展，科学技术和经济社会发展加速渗透融合。微生物所进入改革发展的关键期，微生物所将继续加强基础研究和应用基础研究，提升原始创新能力，努力成为重要科技领域的领跑者、新兴前沿交叉领域的开拓者，自觉融入历史大潮，共同踏上新的征程。
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