我国科学家成功研制第二代植酸酶产品
 

  作者：潘锋 来源：科学时报 发布时间：2007-9-11

    本报北京9月10日讯（记者潘锋）中国农业科学院生物技术研究所今天宣布，由该所范云六院士领衔完成的“利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶”项目，日前通过农业部组织的科技成果鉴定。由李振声院士、戴景瑞院士、方荣祥院士等国内著名的遗传育种、分子生物学和动物营养学专家组成的鉴定委员会一致认为：该项目详实的分子生物学、生物化学、生理学、细胞学等实验分析结果表明，以玉米为载体生产的第二代植酸酶产品具备替代目前微生物发酵生产植酸酶功效，其技术水平达到国际同类研究的领先水平，具有广阔的应用前景。
 
     磷是动物不可缺少的营养元素，磷缺乏严重影响动物生长，导致动物的生产性能低下。为满足动物生长对磷的需求，通常要在饲料中添加磷酸氢钙。而消化道内缺乏植酸酶的单胃动物，如猪、鸡、鸭和水产类等无法有效利用植酸磷，因此造成了磷资源的浪费，其造成的环境污染已经成为全世界饲料工业和养殖业可持续发展中不可忽视的问题。植酸酶是一种性质优良的饲料添加剂，将其添加到饲料中可以把玉米、大豆等饲料原料中大量存在的植酸磷分解成无机磷，解决单胃动物缺乏植酸酶、无法有效利用饲料原料中含量丰富的植酸磷的问题，从而提高单胃动物对饲料磷的利用率和动物的生产性能，降低动物粪便中磷的排泄量。
 
     早在上世纪90年代，国内外相继开发出了第一代植酸酶产品，即以微生物发酵方式生产植酸酶。但通过微生物发酵方式生产植酸酶的能源消耗通常是生产成本的20%以上，因此探索低成本、节能降耗方式生产植酸酶的新技术具有十分重要的意义。
 
    玉米、大豆等饲料原料中总磷含量非常丰富，65%以上以植酸磷形式存在。我国玉米总需求量的近80%用于饲料加工，在家禽和家畜饲料中的用量都在50%以上。范云六院士领导的课题组在第一代植酸酶产品的基础上，利用具有自主知识产权的植酸酶基因（ZL 97121731.9），于2000年开始了玉米种子生物反应器生产植酸酶的研究，终于取得了巨大突破，培育成功生产高活性植酸酶并稳定遗传的转基因玉米，即第二代植酸酶产品。
 
    与第一代发酵方式相比，利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶的巨大优势在于：一是成本低，玉米能利用阳光、水分等生产植酸酶，原材料的费用极低，不需要专门的生产设备。二是耗能少，以农业方式生产，生产过程无需耗能，不需要进行后加工；酶能在种子中长期稳定保存，无须提取和纯化，易于长距离运输和普及推广。三是生物安全性可靠。
 
    专家介绍说，通过将该研究成果转育到优良的玉米自交系中，配制杂交组合，以农业方式生产的低成本、节能、环保植酸酶，其应用和推广将极大地缓解我国农业产业结构调整带来的养殖业快速发展与环境保护的矛盾，该成果的应用具有十分显著的生态效益、社会效益和经济效益。根据中国农业科学院的有关专家测算，在2010年、2015年和2020年，以玉米为载体生产植酸酶的需求量分别为0.5亿吨、0.75亿吨和0.85亿吨，产生的直接经济效益分别是20亿、30亿和34亿元人民币。
 
    范云六院士表示，该成果开创了第二代低成本、环保、节能、高效植酸酶生产的新兴技术领域，对我国养殖业的可持续发展和提高我国玉米种业的国际竞争力将作出重大贡献。