基因工程与发酵工程在饲料与饲料添加剂中应用.ppt

我国饲料粮饲料利用现状; 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;2.基因工程的主要技术环节包括：;转基因植物发展进程与规模;;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。;a.抗病毒方面;b.抗虫害方面; 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。乙醇脱氢酶转基因植物有一定的抗涝能力。在抗营养逆境方面,转谷氨酸脱氢酶基因玉米可以大大提高对氮肥的利用率，其生长量提高了10%。大部分除草剂对作物有影响，从细菌中分离得到的除草剂抗性基因可使植物获得抗除草剂能力。 ;⑵改善饲料营养品质 ①改善蛋白质品质 通过转基因可以提高牧草的总蛋白含量和必需氨基酸含量。目前已成功培育出高含硫氨基酸豆牧草、高赖氨酸玉米等。 ②改变碳水化合物含量与品质 ③改善脂类含量和品质 ④其他品质的改善 甜蛋白转基因植物可以提高甜度。转植酸酶的玉米其营养利用率更高。; 一个被称作“金水稻”的转基因品种（孟山都等公司开发的），可以使食用者避免维生素A缺乏症。因为这种水稻通过转基因后高含胡萝卜素，人体可以将胡萝卜素转化为维生素A。;⑶开发新饲料添加剂 ①益生菌基因工程改造 采用基因工程技术，可将外源基因转移到益生菌细胞中，构建的重组子菌株可以直接添加到饲料中或者回植到肠道内，发挥外源基因的功能。有人将富含赖氨酸基因的人工合成基因转入到乳酸杆菌和芽孢杆菌细胞中，重组的乳酸杆菌和芽孢杆菌的赖氨酸分泌量提高了。同样利用基因工程手段对酵母菌双歧杆菌等改造得到很好的效果。利用基因工程手段有可能使益生菌获得自我产生益生元的能力，从而可在肠道持续发挥作用。 ②采用基因工程技术开发抗生素替代品 抗菌肽、白细胞介素和干扰素等都可以应用基因工程手段获得。 ③基因工程饲用酶制剂 采用基因工程生产的饲用酶具有产量高活性强稳定性好等优点。采用基因工程技术大量生产植酸酶已获得成功。;导入植物细胞：土壤农杆菌转化法;二.发酵工程技术的应用 ⑴发酵饲料的作用机理 ①缺氧和酸性环境抑制有害菌的生长 ②竞争性抑制 ③抑菌物质的产生 ④营养作用 ⑤增强免疫力 ;⑵.发酵饲料的质量评定 蛋白质：发酵改善了蛋白质的品质，由于微生物繁殖快、世代时间短，对蛋白质的利用一方面使自身细胞数量的增加，另一方面是分泌大量的胞外产物，从而使原有的蛋白质被分解利用后形成新的蛋白质。 微生物：饲料经发酵后，其微生物种类及数量都会有所变化。研究发现，随着发酵时间的增加，有益菌增加，有害菌减少。 pH值:饲料在发酵过程中，微生物的代谢产物包括很多有机酸类，其中乳酸的含量可达到3%,使得饲料的酸度增加。谷类发酵饲料的pH为5.0，液态发酵饲料的pH为4.45。这将有力地破坏了病原菌的生长环境，抑制了其生长。;2.发酵工程技术在饲料添加剂