课件：基因工程和发酵工程在饲料和饲料添加剂中的应用.pptVIP

* * * 我国饲料粮饲料利用现状 粮食与饲料? 我国是世界畜牧业大国，肉类、禽蛋和养殖水产品总产量均居世界首位。据统计和测算，我国畜牧业年均直接或间接消费的谷物在1．6亿吨左右，约占谷物总产量的1／3，即1／3的粮田生产饲料谷物，加上14％的耕地种植饲料作物，将近40％的耕地用于饲料生产。 因此，从这个意义上说，在我国粮食问题实质上是饲料问题。饲料总量是否充足，供求总量是否安全，直接关系着我国的粮食安全战略和动物性食品的供求平衡。自从我国农业结构战略性调整以来，玉米播种面积和产量都有所增加，但仍满足不了饲料生产需求，已经连续数年动用国家储备粮作为饲料粮。我国是蛋白质饲料资源短缺的国家，蛋白质饲料原料加工业发展滞后，目前生产豆粕的大豆约70％需要进口。 一.基因工程技术 1.基因工程简介 基因工程是利用 DNA重组技术进行生产或改造生物产品的技术。是将外源的或是人工合成的基因即 DNA片段 (目的基因 )与适宜的载体 DNA重组 ,然后将重组 DNA转入宿主细胞或生物体内 ,以使其高效表达 ,而获得基因产物。基因工程技术是现代生物技术的主体。 2.基因工程的主要技术环节包括： 获得目的基因 制备重组DNA分子 转化受体细胞 筛选重组细胞 实现功能表达 基因工程的基本操作程序 主要包括四个基本步骤： 1）目的基因的获取 2）基因表达载体的构建 3）将目的基因导入受体细胞 4）目的基因的检测与鉴定 转基因植物发展进程与规模 1983年，首批转基因作物（烟草、马铃薯）问世。 1986年，首批转基因作物（抗虫、抗除草剂）进入田间实验，美国和法国同时对抗除草剂转基因烟草进行了田间试验 1992年，中国首先在大田种植转基因抗病毒烟草，揭开了全球转基因作物商业化的序幕。 1994年，美国转基因作物产品（耐储存番茄Flavor Savor ）进入市场。 1994年，商品化种植抗黄瓜花叶病毒（CMV）和抗烟草花叶病毒（TMV）双价的转基因烟草 1996年后，转基因作物的产业化得到迅速发展。 同时带有八种基因代码的转基因玉米将于2010年在美国问世。 研究方向 抗病毒方面 抗虫害方面 抗除草剂方面 提高产量方面 改良品质方面 抗逆境方面 3.基因工程技术在动物饲料中的应用 （1）提高饲料作物产量 ①固氮和固碳工程 利用基因工程技术对以肺炎克氏杆菌为代表的自生固氮菌、以大豆和苜蓿根瘤菌为代表的共生固氮菌以及以固氮螺菌为代表的联合共生固氮菌的固氮基因结构、表达调制机制与固氮酶活性的调节等进行了深入的研究 。美国科学家采用基因工程技术改造了大豆和苜蓿根瘤菌的固氮酶基因，使这两种作物的产量提高了15%。通过基因工程改造固氮菌，在发酵罐中发酵，在制作成菌肥使用，不但能提高豆科植物的结瘤量，甚至可以使非豆科植物也固氮。科学家正在研究采用转基因技术将固氮基因直接转移到植物细胞染色体中，使植物不依赖固氮菌自身就能固氮。 光合作用效率的高低同样也是决定作物产量的重要因素。如果能将光合作用效率较高的作物中的决定光合作用酶的基因转移到光合作用效率较低的作物中便能使光合作用效率提高。 “超级水稻”——在水稻基因中插入玉米高光效基因，从而使水稻拥有更高速度的光合作用，使大米产量提高了35%。这项工程是由我国首先完成的。 一种转谷氨酸脱氢酶基因的玉米，由于它可以大大提高对氮肥的利用率，所以其产量提高了10%。 a.抗病毒方面 烟草花叶病毒的外壳蛋白基因 + 普通番茄 抗烟草花叶病毒的番茄 继抗烟草花叶病毒的番茄培育成功之后，抗黄瓜花叶病毒的转基因植株也陆续获得成功。我国科学家利用转基因方法，培育出了抗病毒烟草、抗病毒甜椒和抗病毒番茄，而且已进行了田间试验，并被批准进行商品化生产。 ⑵提高抗病、抗虫能力 b.抗虫害方面 迄今研究最多并取得 成效的有两类基因 苏云金杆菌的杀虫 蛋白基因（Bt） 从豇豆马铃薯中分离的 蛋白酶抑制剂基因 试验已证明，如果将苏云金杆菌杀虫蛋白与蛋白酶抑制剂配合使用，可提高杀虫 2～20倍，效果更佳。可以预料，未来的发展趋势是将两类基因同时转入植物，以提高抗虫能力。 c.抗菌、抗真菌作物 e.微生物农药 ③提高抗逆能力 农作物所处的非生物逆境包括盐碱、干旱、洪涝、严寒或高温、营养贫瘠、重金属胁迫、紫外线等。利用基因工程手段让作物获得对非 生物的抗性。植物体内的糖醇类化合物是一种渗透调节剂，提高这些物质的生物合成水平成为植物耐旱、耐盐基因工程的首选策略。将山梨醇-6-磷酸脱氢酶或甘露醇-3-磷酸脱氢酶转入植物细胞内，可以提高细胞内山梨醇或甘露醇的水平，具有一定抗旱、抗盐能力。乙