“綠色磷”將為畜牧業(yè)年增效幾十億元

　　磷能幫助動(dòng)物身體里的鈣構(gòu)成骨骼和牙齒，避免動(dòng)物得佝僂病，并使動(dòng)物多吃快長(zhǎng)。但是，畜禽和水生動(dòng)物的消化系統(tǒng)由于缺乏植酸酶，很難將飼料中的植酸磷轉(zhuǎn)化為可利用的磷。為此，畜牧養(yǎng)殖者不得不用較高的價(jià)格買來(lái)磷酸氫鈣給動(dòng)物補(bǔ)磷。與此同時(shí)，飼料原料中未被動(dòng)物利用的植酸磷形成高磷糞便，給生態(tài)環(huán)境造成了極大的負(fù)擔(dān)―――水中過(guò)剩的磷和氮會(huì)使藻類大量生長(zhǎng)，把水中的氧氣消耗干凈，從而憋死魚蝦，甚至威脅到人的引用水安全。

　　由于磷的資源不可再生、日益稀少，其在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格也越來(lái)越高，這給生產(chǎn)含磷的飼料添加劑工業(yè)帶來(lái)越來(lái)越大的成本壓力。由于玉米、大豆等飼料原料中的磷含量非常豐富，各國(guó)科學(xué)家一直在研究如何讓動(dòng)物能吸收這種植酸磷?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，植酸酶可以把玉米、大豆里的植酸磷分解成無(wú)機(jī)磷，提高雞鴨鵝和豬等單胃動(dòng)物對(duì)飼料磷的利用率，降低磷的排泄量；植酸酶還可以把植酸的抗?fàn)I養(yǎng)作用去掉，從而提高動(dòng)物對(duì)飼料中微量元素、蛋白質(zhì)和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)的利用率。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把植酸酶作為“綠色磷”，用以取代傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)磷酸鹽，從而保護(hù)了環(huán)境?？墒秋暳戏N子中的植酸酶只是在其發(fā)芽時(shí)存在，要想從種子里穩(wěn)定地得到高含量的植酸酶，必須另辟蹊徑。約30年前，有人發(fā)現(xiàn)霉菌產(chǎn)生的植酸酶可以水解植物中的植酸磷；我國(guó)以微生物發(fā)酵方式生產(chǎn)的植酸酶也已經(jīng)取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益；但是，昂貴的生產(chǎn)成本和較高的工業(yè)耗能，限制了微生物植酸酶的商業(yè)推廣。

　　為探索低成本的、能夠節(jié)約能源的方式生產(chǎn)植酸酶，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所范云六院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組，在第一代植酸酶產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，利用我們具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的植酸酶基因，把生物技術(shù)和常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，培育成功了有高活性、高含量植酸酶并且能穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因玉米，即第二代植酸酶產(chǎn)品。動(dòng)物的飼喂實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以玉米為載體生產(chǎn)的第二代植酸酶產(chǎn)品，與發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶功能相當(dāng)，可以顯著提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，顯著降低動(dòng)物排泄物中磷的含量。在飼料中添加這種植酸酶，可把雞對(duì)磷的利用率提高20％～40％；把豬對(duì)蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率提高7％～12％，把豬糞中的磷含量降低30％~50％。國(guó)內(nèi)著名的遺傳育種、分子生物學(xué)和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)專家都認(rèn)為其技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　這種新的植酸酶生產(chǎn)方式，有巨大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，用這種新方法生產(chǎn)的含有植酸酶的玉米種子可以直接飼用，不必進(jìn)行酶的提取和純化，無(wú)需酶類產(chǎn)品特殊的保存條件。它比發(fā)酵生產(chǎn)植酸酶的成本低，只要有陽(yáng)光和水，播下種子就能生產(chǎn)；它不需要廠房、發(fā)酵罐、產(chǎn)品后加工設(shè)備等，不用消耗大量能量和化工原料；并易于長(zhǎng)距離運(yùn)輸；生產(chǎn)及運(yùn)輸?shù)娜潭挤浅９?jié)能，極利于普及推廣。2006年，我國(guó)發(fā)酵生產(chǎn)植酸酶12000噸，僅能源的消耗就達(dá)4.5億元；而以后，我國(guó)每年只需要用67萬(wàn)公頃土地，種植出50萬(wàn)噸含有轉(zhuǎn)植酸酶基因的玉米，就能滿足全國(guó)飼料添加劑工業(yè)生產(chǎn)植酸酶的需要；種植者不需要具備專用的種植技術(shù)，卻因此可以增收1.5億元；而環(huán)境也會(huì)是最大的受益者―――我國(guó)每年的磷排放，將因此至少減少4.2萬(wàn)噸。該項(xiàng)目還使用獨(dú)特的技術(shù)，確保了產(chǎn)品的生物安全性。

　　在9月10日召開的新聞發(fā)布會(huì)上，專家指出，雖然我國(guó)玉米總需求量的近80%用于飼料加工，但是我國(guó)玉米品種缺乏飼料專用型品種；目前的豬肉價(jià)格飛漲，就與我國(guó)飼料專用型品種缺乏有關(guān)。范云六院士領(lǐng)導(dǎo)完成的這個(gè)課題成果，為“環(huán)保型、節(jié)約型、專用型”的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米品種培育，提供了不可或缺的技術(shù)儲(chǔ)備和優(yōu)良親本；他們育成的玉米品種，將專門用于飼料加工；它的應(yīng)用和推廣，將緩解我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)的養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾。據(jù)中國(guó)農(nóng)科院飼料研究所的專家測(cè)算，在2010、2015年和2020年，我國(guó)以玉米為載體生產(chǎn)植酸酶的需求量，分別為0.5、0.75和0.85億噸，范云六院士領(lǐng)導(dǎo)完成的這個(gè)課題成果所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益，分別是20、30、和34億元人民幣。