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本文作者：宋磊作者單位：蘭考縣第一高級(jí)中學(xué)

細(xì)胞工程技術(shù)

細(xì)胞工程技術(shù)的實(shí)質(zhì)是對(duì)細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)和加工改造，最早有關(guān)的紀(jì)錄是在1885年，roux就開創(chuàng)性地把雞胚髓板在保溫的生理鹽水中保存了若干天，從此相關(guān)的研究也陸續(xù)開始進(jìn)行。目前在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面。

1為動(dòng)物提供廣闊的飼料來(lái)源和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

動(dòng)物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要不斷地?cái)z取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，那么營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源是保證動(dòng)物正常生長(zhǎng)的關(guān)鍵，如草食家畜，目前飼料的來(lái)源有限，也很單一，人工生產(chǎn)的配制飼料雖然在一定程度上可以提供部分營(yíng)養(yǎng)，但是卻存在著很多問(wèn)題，例如飼料的安全問(wèn)題和生物產(chǎn)品的毒素殘留問(wèn)題等，在一定程度上影響著動(dòng)物生產(chǎn)。而這些問(wèn)題可以通過(guò)對(duì)植物組織和細(xì)胞的培養(yǎng)來(lái)解決。從飼料的來(lái)源上而言，有些植物是含有毒素的，不適于動(dòng)物采食，我們可以對(duì)其根尖進(jìn)行組織培養(yǎng)從而產(chǎn)生不含毒素的植株適于動(dòng)物食用。此外，有許多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)動(dòng)物自身不能合成，如我們常見(jiàn)的十種必需氨基酸、Vc及不飽和脂酸等，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)起著關(guān)鍵作用，采用組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)后都可以得到這些物質(zhì)。另外，培育出的植株導(dǎo)入外源基因，還可以增加其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使其變得適于食用。目前在我國(guó)的沿海一些地區(qū)，已經(jīng)開始使用海藻培養(yǎng)來(lái)增加飼料來(lái)源，這些海藻不但營(yíng)養(yǎng)含量高，而且也容易被機(jī)體吸收和利用，常見(jiàn)的有海藻、紫菜、石花菜、裙帶菜，等等，這些植物可以為動(dòng)物補(bǔ)充鈣鹽和微量元素，如碘、鋅等。在“八五”期間，海洋研究所、植物研究所和水生生物研究所參加了江蘇省農(nóng)科院主持的“藻類飼料應(yīng)用課題”。海洋研究所將螺旋藻應(yīng)用于對(duì)蝦育苗和鮑育苗的小試，并在中科院重點(diǎn)課題的支持下完成了螺旋藻的配合飼料對(duì)對(duì)蝦的中試，該飼料可以部分取代鹵蟲，大幅度降低對(duì)蝦生產(chǎn)成本，同時(shí)首創(chuàng)螺旋藻用于鮑、扁貝配合飼料，解決了活飼料的短缺，并在遼寧、山東推廣。結(jié)果表明，這種培養(yǎng)飼料可以提高水生魚類的成活率和生長(zhǎng)速度，減少育苗的風(fēng)險(xiǎn)，該技術(shù)1995年獲得中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

2提取對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)代謝進(jìn)行調(diào)節(jié)的化合物

目前，中草藥已經(jīng)開始應(yīng)用于動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)飼料中，需求量也越來(lái)越大，如醫(yī)學(xué)中應(yīng)用較廣泛的重要藥物麻黃堿、長(zhǎng)春堿等。很多重要藥用植物如甘草、黃連等植物的細(xì)胞培養(yǎng)都十分成功，我國(guó)科技工作者在此領(lǐng)域也開展了多方面研究，特別是在人參、三七、紫三醇細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)方面已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)藥用植物細(xì)胞工程技術(shù)應(yīng)用研究也取得了較大進(jìn)展，如中國(guó)藥科大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院昆明植物所、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所等先后對(duì)多種藥用植物進(jìn)行了內(nèi)容廣泛、且頗具深度的研究，取得了許多有價(jià)值的研究成果。植物組織細(xì)胞培養(yǎng)和天然藥物的工廠化生產(chǎn)正逐步地受到國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者的高度重視，特別是對(duì)天然植物中含量低但藥用價(jià)值高的成分，如紫杉醇、人參皂苷等，利用細(xì)胞工程方法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，將極大地提高生物的生產(chǎn)效益。

酶工程技術(shù)

動(dòng)物對(duì)飼料的利用是在消化道內(nèi)的各中酶的作用下進(jìn)行的，對(duì)飼料的消化能力取決于消化道內(nèi)酶的種類和活力。過(guò)去的研究和試驗(yàn)證明，適合動(dòng)物消化道內(nèi)環(huán)境的外源酶能起到與內(nèi)源相同的消化作用。另外，飼料中添加外源酶不但起到輔助消化的作用，還能提高動(dòng)物的吸收能力，改善飼料利用率，擴(kuò)大對(duì)飼料物質(zhì)的利用范圍。目前，在飼料中添加酶的研究和應(yīng)用主要是從飼用酶對(duì)動(dòng)物的作用方面入手的。

植物飼料中普遍存在植酸和植酸鹽，在飼料中添加的植酸酶和消化道微生物分泌的植酸酶對(duì)植酸和植酸鹽有很好的分解作用；但反芻動(dòng)物瘤胃微生物能分解植酸鹽釋放出磷，而單胃動(dòng)物對(duì)植酸磷的利用率卻很低。大量的研究證實(shí)，在豬、雞等動(dòng)物飼料中添加植酸酶，可以極大地提高植酸磷的吸收率，減少無(wú)機(jī)磷的補(bǔ)充量，降低排泄物中磷的含量，還能提高其他礦物元素的利用率，這是由于消除了植酸鹽對(duì)養(yǎng)分的拮抗作用。

微生物工程技術(shù)

微生物工程技術(shù)又稱發(fā)酵工程技術(shù)，它主要是利用生物學(xué)及微生物發(fā)酵技術(shù)，通過(guò)控制微生物的代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物，或者是通過(guò)微生物的活動(dòng)獲取分解底物。該技術(shù)主要廣泛應(yīng)用于飼料的青貯、飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的改善、微生物飼料的生產(chǎn)和微生物凈化有毒的物質(zhì)等方面。

1生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白

目前，通過(guò)微生物發(fā)酵技術(shù)，可以有效地利用待處理物中的碳源、氮源等生產(chǎn)出菌體蛋白，菌體蛋白具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。此外，菌體中還含有較多的維生素、可溶性還原糖等。常用的單細(xì)胞蛋白的微生物有酵母菌、乳酸菌、放線菌和各種類型的真菌等，而目前以飼用酵母菌和海藻類蛋白發(fā)展最快。如上海酵母廠通過(guò)特異性生物技術(shù)培育成富含微量元素的微生物，比如硒酵母、鋅酵母、鉻酵母等，這些微量元素可以有效地調(diào)節(jié)糖代謝和脂肪代謝，促進(jìn)蛋白質(zhì)利用，是生物體中不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而螺旋藻作為單細(xì)胞蛋白，目前在我國(guó)沿海地區(qū)的養(yǎng)殖中進(jìn)行了廣泛地應(yīng)用，由于藻粉營(yíng)養(yǎng)極為豐富，富含多種維生素、微量元素及氨基酸等，所以很容易被消化吸收。而真菌發(fā)酵生產(chǎn)的材料是農(nóng)作物秸稈，這些菌體生長(zhǎng)快，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，可以加速物質(zhì)循環(huán)和能量的多級(jí)利用，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)公害生產(chǎn)。

2做青貯飼料

青貯主要是利用乳酸菌的發(fā)酵處理，這種方法不僅能夠有效地保持青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分，提高飼料的利用率，而且還使飼料變得適口易于消化。同時(shí)因?yàn)閿U(kuò)大了飼料的來(lái)源，通過(guò)青貯可以將有些不能采食或是家畜不愿采食的飼料進(jìn)行處理后，成為動(dòng)物喜歡采食的飼料。另外，青貯方法經(jīng)濟(jì)安全，能為草食動(dòng)物在任何季節(jié)提供飼料，促進(jìn)動(dòng)物的正常生產(chǎn)。利用生物發(fā)酵技術(shù)處理過(guò)的作物秸稈，會(huì)軟化并且有一定的酸香味，可以提高動(dòng)物的食欲。研究結(jié)果表明，通過(guò)發(fā)酵的飼料與未經(jīng)發(fā)酵處理飼料做對(duì)比，很顯然發(fā)酵飼料更易食用，在生物營(yíng)養(yǎng)蛋白含量上也有較大的提高。

3應(yīng)用光合細(xì)菌

光合細(xì)菌是一類能進(jìn)行光合作用的細(xì)菌，它們?cè)谏a(chǎn)中主要應(yīng)用于通過(guò)其代謝作用進(jìn)行增殖，將菌體做為家禽的補(bǔ)充飼料，從而提高家禽的產(chǎn)蛋率和產(chǎn)蛋量，以達(dá)到促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)的目的。此外，微生物工程技術(shù)還可用來(lái)凈化有毒物質(zhì)，比如處理有機(jī)廢水、廢渣等。也可使用發(fā)酵罐來(lái)生產(chǎn)胰島素、乙肝疫苗、干擾素、抗生素、維生素等，還可生產(chǎn)食品添加劑。