【基因時(shí)代】

2009年，農(nóng)業(yè)部向兩種我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因糧食作物頒發(fā)了轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。這兩種轉(zhuǎn)基因糧食作物就是轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米和轉(zhuǎn)Bt基因水稻。其中，因?yàn)楹笳呤枪┤耸秤玫?，所以人們對它的討論比較多，而轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米主要是用作飼料，給牲畜吃的，所以人們的關(guān)注相對較少。那么轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米是個(gè)什么東西，科學(xué)家又為什么要研究它們呢？

“不合胃口”的飼料

這話得從1萬多年前說起。當(dāng)時(shí)，人類還沒有開始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，所以地球上既沒有雞，也沒有豬，也沒有玉米，只有它們?nèi)叩淖嫦?mdash;——原雞、野豬和類蜀黍。那時(shí)候的原雞和野豬不僅想不到自己會被人類馴化，更想不到有一天會以類蜀黍的后代為主食。實(shí)際上，原雞和野豬從來都沒有見過類蜀黍，因?yàn)樗鼈兪菤W亞大陸的動(dòng)物，而類蜀黍卻生長在中美洲的墨西哥。

既然原雞和野豬從來不以類蜀黍?yàn)槭?，所以它們的消化道無法充分吸收類蜀黍籽粒中的營養(yǎng)，也就非常正常了。事實(shí)上，所有禾本科植物籽粒的營養(yǎng)，它們都無法充分吸收。在人類馴化了雞、豬和玉米之后，問題就來了。人們發(fā)現(xiàn)，玉米是“優(yōu)良”的雞飼料和豬飼料———因?yàn)樗漠a(chǎn)量高，價(jià)格低?？墒?，馴化后的雞和豬仍然不能充分吸收禾本科植物籽粒中的營養(yǎng)成分，馴化后的玉米也不例外。所以用玉米做飼料，便宜是便宜了，卻容易讓雞和豬營養(yǎng)不良。

總的來說，玉米富含糖類，卻缺乏蛋白質(zhì)和脂類，其蛋白質(zhì)品質(zhì)也不高。雞飼料和豬飼料配方里的其他成分（如豆餅、魚粉等）主要就是為了提供足夠的、優(yōu)良的蛋白質(zhì)。更麻煩的是，玉米中含有豐富的磷，但是這些磷絕大部分是以植酸的形式存在的。人、雞、豬都不能充分利用植酸中的磷。為了給雞和豬補(bǔ)充足夠的磷，往往需要在飼料中另加含磷的添加劑，這真是舍近求遠(yuǎn)了！同時(shí)，植酸還阻撓人、雞、豬對一些微量元素的吸收，導(dǎo)致缺鐵之類的問題。植酸的不利影響還不僅僅在于造成雞和豬的營養(yǎng)不良，在隨糞便排出后，它們還會造成磷污染，使水體富營養(yǎng)化。

霉菌伸出“援手”

既然玉米有這么多的不足，那么人們當(dāng)然想要設(shè)法對它進(jìn)行改良。傳統(tǒng)育種方式對玉米的改良主要是增加其蛋白質(zhì)含量，或改善其蛋白質(zhì)品位。此外，高油玉米也已經(jīng)培育出來了。但傳統(tǒng)育種方式對于玉米籽粒中的植酸就無能為力了，要找到一棵能在未發(fā)芽種子中就大量含有植酸酶（可以把植酸分解放出磷酸）的突變玉米植株，可能性近乎為零！好在轉(zhuǎn)基因技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)讓玉米籽粒含有大量植酸酶的夢想，只要把一個(gè)外源的合成植酸酶的基因?qū)胗衩谆蚪M中，并讓這個(gè)基因在玉米籽粒中表達(dá)就可以了。

曲霉在自然界中分布廣泛，又能合成包括植酸酶，成了科學(xué)家主攻的重點(diǎn)。新近獲得批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米就是這樣研發(fā)出來的。其使用的植酸酶基因是由中國農(nóng)科院姚斌、范云六等人從黑曲霉中克隆出來的，其序列和國外科學(xué)家克隆出的有較大的差異，也擁有中國專利。同時(shí)范云六、陳茹梅等人找到了讓這個(gè)基因在玉米籽粒中表達(dá)出來的方法，這個(gè)方法同樣擁有中國專利。這個(gè)專利和前一個(gè)專利合起來，就是轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米的兩個(gè)關(guān)鍵專利。

現(xiàn)在，按照上述專利生產(chǎn)的轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米已經(jīng)初步顯示出了它的優(yōu)異特性。這種玉米的籽粒中含有大量植酸酶，在加工成飼料之后仍然保留了大部分活性，雞或豬吃下去之后，這些植酸酶在其胃中就可以把植酸水解，放出可供雞和豬直接吸收利用的磷酸來，大大提高了磷的利用率。這樣不僅不用再在飼料中額外添加磷酸氫鈣，從而節(jié)省了成本，又可以增進(jìn)雞、豬對鐵、鋅等礦物質(zhì)元素的吸收，而且還有效地減少了雞、豬糞便對環(huán)境造成的污染。