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我國科學家成功研製第二代植酸酶產品2007-09-14


錄入時間:2007-9-14 15:47:40
    科學時報2007年9月11日訊    中國農業科學院生物技術研究所今天宣布,由該所範雲六院士領銜完成的“利用玉米種子生物反應器生產高活性植酸酶”項目,日前通過農業部組織的科技成果鑒定。由李振聲院士、戴景瑞院士、方榮祥院士等國內著名的遺傳育種、分子生物學和動物營養學專家組成的鑒定委員會一致認為:該項目詳實的分子生物學、生物化學、生理學、細胞學等實驗分析結果表明,以玉米為載體生產的第二代植酸酶產品具備替代目前微生物發酵生產植酸酶功效,其技術水平達到國際同類研究的領先水平,具有廣闊的應用前景。
    磷是動物不可缺少的營養元素,磷缺乏嚴重影響動物生長,導致動物的生產性能低下。為滿足動物生長對磷的需求,通常要在飼料中添加磷酸氫鈣。而消化道內缺乏植酸酶的單胃動物,如豬、雞、鴨和水產類等無法有效利用植酸磷,因此造成了磷資源的浪費,其造成的環境汙染已經成為全世界飼料工業和養殖業可持續發展中不可忽視的問題。植酸酶是一種性質優良的飼料添加劑,將其添加到飼料中可以把玉米、大豆等飼料原料中大量存在的植酸磷分解成無機磷,解決單胃動物缺乏植酸酶、無法有效利用飼料原料中含量豐富的植酸磷的問題,從而提高單胃動物對飼料磷的利用率和動物的生產性能,降低動物糞便中磷的排泄量。
    早在上世紀90年代,國內外相繼開發出了第一代植酸酶產品,即以微生物發酵方式生產植酸酶。但通過微生物發酵方式生產植酸酶的能源消耗通常是生產成本的20%以上,因此探索低成本、節能降耗方式生產植酸酶的新技術具有十分重要的意義。
    玉米、大豆等飼料原料中總磷含量非常豐富,65%以上以植酸磷形式存在。我國玉米總需求量的近80%用於飼料加工,在家禽和家畜飼料中的用量都在50%以上。範雲六院士領導的課題組在第一代植酸酶產品的基礎上,利用具有自主知識產權的植酸酶基因(ZL 97121731.9),於2000年開始了玉米種子生物反應器生產植酸酶的研究,終於取得了巨大突破,培育成功生產高活性植酸酶並穩定遺傳的轉基因玉米,即第二代植酸酶產品。
    與第一代發酵方式相比,利用玉米種子生物反應器生產高活性植酸酶的巨大優勢在於:一是成本低,玉米能利用陽光、水分等生產植酸酶,原材料的費用極低,不需要專門的生產設備。二是耗能少,以農業方式生產,生產過程無需耗能,不需要進行後加工;酶能在種子中長期穩定保存,無須提取和純化,易於長距離運輸和普及推廣。三是生物安全性可靠。
    專家介紹說,通過將該研究成果轉育到優良的玉米自交係中,配製雜交組合,以農業方式生產的低成本、節能、環保植酸酶,其應用和推廣將極大地緩解我國農業產業結構調整帶來的養殖業快速發展與環境保護的矛盾,該成果的應用具有十分顯著的生態效益、社會效益和經濟效益。根據中國農業科學院的有關專家測算,在2010年、2015年和2020年,以玉米為載體生產植酸酶的需求量分別為0.5億噸、0.75億噸和0.85億噸,產生的直接經濟效益分別是20億、30億和34億元人民幣。
    範雲六院士表示,該成果開創了第二代低成本、環保、節能、高效植酸酶生產的新興技術領域,對我國養殖業的可持續發展和提高我國玉米種業的國際競爭力將作出重大貢獻。

 

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