低植酸玉米饲料的研发与应用前景
严毅梅& 洪家祥& 编译
&&& 目前，全球面临磷资源匮乏和部分地区严重磷污染的情况，已引起了社会和科学界的广泛关注，通过突变手段获得种子低植酸突变系，选育作物低植酸品系是近年来兴起的研究热点之一。
&&& 磷是一种动植物生长发育必需的营养元素，它不仅是组成骨骼的必需成分，而且对机体其他代谢功能的正常发挥也起着重要作用，但磷是自然界有限的非再生资源，植酸是植物体中磷的主要储藏形式。植酸广泛存在于作物种子和果实中，玉米的种子、糠麸和饼粕中植酸磷占干重的1%～4%，占总磷的65%～80%。植酸使得作物中Ca、Fe、Zn等矿物营养大部分以植酸盐的形式存在，并且容易与蛋白质结合成为不溶性的复合物，限制了人类和动物对营养元素的吸收和利用。大多数未消化的磷通过动物的粪便排泄，经常又被雨水直接携带至河道污染环境，过量的磷使水体中的藻类迅速生长，同时消耗水中的氧，造成水体中的鱼类和其他生物因窒息而死，另外，由于土壤中也缺乏其分解微生物，即使畜禽粪便作为有机肥还田仍不能被作物有效地吸收利用，造成磷资源的浪费。
国内外低植酸玉米的选育情况
&&& 在有关低植酸玉米的选育与利用方面，美国率先采用诱变技术获得了低植酸含量玉米突变体lpa1和lpa2，1996年在玉米中首次分离筛选出lpa突变系。最近，我国已成功地利用EMS（甲基磺酸乙酯，人工化学诱变剂）与60Coγ射线相结合的方法从我国玉米主栽品种“农大108”中筛选出玉米低植酸突变体，南开大学生命科学院分子生物学研究所植物分子生物学实验室还利用转基因技术成功地获得了低植酸玉米植株，其中选育的低植酸玉米的植酸含量下降30%～66%。河北农业大学公开了一种低植酸玉米品种的育种方法，属于作物育种方法领域，并申请了专利。2001年，在美国农业部（USDA）的大力支持下，低植酸玉米在美国已进入商品化生产阶段，并受到社会的极大关注。
低植酸玉米的应用试验研究
&&& 低植酸玉米的动物喂养试验表明，低植酸玉米能显著提高家禽和家畜对磷、钙、锌等营养元素的吸收率和体内氨基酸的转化率。据翟少伟报道，以低植酸玉米为原料进行肉鸡饲喂试验，发现肉鸡料中的总磷含量在前期料、中期料和后期料分别减少8%、10% 和13%，但不影响肉鸡的生长与健康。同样以肉鸡为供试对象，发现低植酸玉米中磷的相对生物学效价为45%～52%，而普通玉米仅为低植酸玉米的1/5。国外还有试验证实，猪对低植酸玉米中的磷利用率很高，而生产性能保持不变。美国哥伦比亚的密苏里大学对转基因低植酸玉米喂猪的效果进行了研究，以确定低植酸玉米杂交种中磷的生物利用率及表观消化率。此外，进行了体外试验，通过对消化器官和胰酶消化分析来估计磷的有效性。在整个计划中，第1项研究利用10种处理方法对随机的50头猪（初始体重9kg）进行对照处理。饲喂玉米淀粉+豆粕基础日粮（Ca 0.6%，P 0.2%）。试验组别包括：基础日粮中分别加入0.05%、0.10%和0.15%的磷（磷酸二氢钠），和低植酸玉米及普通玉米。经过35d的喂养，屠宰并收集第4掌骨以测量骨灰中的磷含量.使用斜率比率法测定磷的生物利用率。低植酸玉米磷的生物利用率为62%，而普通玉米为9% 。体外测定结果相似，低植酸玉米的值为57%，普通玉米为11%。在第2项研究中，对20头猪（初始体重20kg）采用随机组合进行多因子试验。两个玉米品系（低植酸和正常）利用磷酸二氢钙来补充磷；为两个水平（0和0.2%）。没有添加磷的日粮含有0.9%赖氨酸、0.6%钙和0.34%磷。研究人员收集5d的尿粪以测定养分消化率。结果发现，没有添加磷的低植酸玉米提高了磷的消化率和降低了磷的总排泄量（P&0.05 ）。结论是：低植酸玉米磷的利用率至少是普通玉米的5倍，并大大降低磷的排泄量。铁添加试验还表明，低植酸玉米突变体用作饲料时与铁强化饲料效果相当。
低植酸玉米的环保功能
&&& 低植酸玉米的应用可大大降低动物粪便等排泄物中磷的含量，从而显著减轻由于磷过量排放所引起的水体富营养化等问题。在鱼日粮中用低植酸玉米代替普通玉米，可减少粪磷达41%。以肉鸡为试验对象，饲喂含低植酸玉米日粮组的肉鸡比普通玉米日粮组粪磷的排放减少52%。土壤科学家Wienhold表示，当暴雨来时，磷被冲刷掉，它会污染环境。美国农业部农业研究服务中心的研究人员和在Lincoln的内布拉斯加大学合作对此进行了研究。他们用化肥、传统的玉米饲喂猪产生的粪肥、喂食低植酸玉米饲料猪的粪肥分别施肥。科学家比较了土壤中氮和磷的含量，发现喂食低植酸玉米饲料猪的粪肥没有减少作物对磷的吸收且磷不易被冲刷掉。
低植酸玉米的发展前景
&&& 低植酸作物对人类营养的吸收也有影响。试验表明，在铁的吸收上，食用低植酸突变体的人群吸收利用的铁比食用正常玉米品种的人群要高出50%，而锌则高达76%，在食用了lpa类型玉米的小部分人群内进行了部分验证，通过铁、锌的残留测定，初步表明lpa玉米可以改善人类的矿物营养水平。由此可见，培育低植酸玉米对于人们的日常饮食营养的意义非常重大。
&&& 培育低植酸玉米，可以使现有的施肥量大大减少，节约了资源。如果以低植酸作物为原料生产饲料，可实现在生产过程中免除添加植酸酶和磷酸二氢钙或降低其使用量，增加动物对饲料中铁、钙、锌营养的吸收，从而降低了成本；同时可有效减少排泄物的植酸磷的含量、从而减轻环境中磷过多的问题，达到绿色环保的目的。
&&& 随着低植酸玉米育种技术的不断成熟.低植酸玉米将以其特有的饲用价值代替普通作物，成为重要的饲料原料，还能形成饲料加工业、畜禽养殖业及后续产业综合发展的产业链。随着农业产业结构调整和加入WTO对我国农业影响的不断加深，低植酸玉米必将为我国畜牧产业发展作出更大的贡献。相关分类：
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生物技术研究所转植酸酶基因玉米获生产应用安全证书
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试题“转基因食品其实很环保①自去年抗虫害转基因水稻和植酸酶转基因玉...”，相似的试题还有：
阅读《转基因食品其实很环保》，完成小题。转基因食品其实很环保①自去年抗虫害转基因水稻和植酸酶转基因玉米获得安全证书以来，媒体和网站上有关转基因作物的争论就没有平息过。一般人关心的是转基因食品是否安全，媒体也爱传播“美国把中国人当成小白鼠”“世博会禁止转基因食品”“转基因玉米让老鼠死绝”之类的谣言吓唬人。但这属于低层次的争论。怀疑者主要是缺乏生物学知识的外行和另有用意的组织，并没有太高的技术含量。转基因食品在被批准上市前都已经过了严格的安全性检测，其安全性获得了联合国粮农组织、世界卫生组织、国际科学理事会等国际权威机构的肯定，在学术界并无疑议。美国人普遍食用转基因食品已有十几年的历史，迄今未发现一例不良反应。②转基因技术对环境的影响则是属于层次高一些的问题，在学术界内也会引起争议。但是对此的担心也是有意无意地被夸大了。经常被提及的是担心种植了转基因作物后，其花粉与周围的其他植物、特别是该作物的野生种进行杂交，造成“基因污染”。例如担心转基因水稻的基因会“污染”了野生水稻，所以在有野生水稻的地区就不计划种转基因水稻。这其实并非转基因作物特有的问题。种植传统的作物同样有可能造成“基因污染”。例如杂交水稻的基因也可能会“污染”了野生水稻，但是人们并没有因此就不在有野生水稻的地区种杂交水稻。和传统作物相比，转基因水稻不过是在原有的几万个基因中增添了一个额外的基因而已，并没有造成实质性的差别，为什么对这么一个基因就那么担心呢？③一方面，转基因作物对环境的可能影响被人为夸大，另一方面，转基因作物对环境保护的实际益处又经常被忽略。当前种植得最多的转基因作物主要是两类：抗虫害转基因作物和抗除草剂转基因作物。农民选择种植这两类转基因作物的原因是因为它们降低了生产成本，潜在的好处是有助于环境保护。抗虫害转基因作物由于天生就能抵抗主要害虫的侵袭，种植它们大幅度地减少了农药的使用，减轻了农药对环境的污染和对生态的破坏，又减少了用于生产、运输、喷洒农药所耗费的原料、能源和排出的废料。抗除草剂转基因作物能够抵抗草甘膦，这样农民就可使用这种广谱、低毒的除草剂来除杂草，而不必像种植传统作物那样使用更有针对性、但是毒性也更大的除草剂。有人也许会问，如果什么除草剂都不用，那不是更环保吗？但是不用除草剂，就要靠耕作除草，那样不仅费时费力，还耗费燃料，引起水土流失，反而破坏环境。④已研发成功、还未开始商业化种植的转基因作物品种中，有的对环境保护也大有好处。例如中国自己研发的植酸酶转基因玉米。这种玉米主要是要作为牲畜的饲料使用。玉米中含有大量的磷，但是这些磷存在于植酸中，大部分没法被牲畜吸收、利用。因此牲畜以玉米为饲料，容易患缺磷症，为此往往要在饲料中添加无机磷(通常用磷酸氢钙)，不仅增加了成本，而且玉米中的植酸多数不被消化，随粪便排出，冲入河流、海洋，对环境造成磷污染，其后果是使水体富营养化。植酸酶转基因玉米含有大量的植酸酶，能把植酸分解掉，这样牲畜就可以吸收、利用玉米中的磷，既降低了饲料成本，又减少了磷污染。又如，美国将在2012年开始大规模种植抗旱转基因玉米，减少灌溉，对保护水资源也很有好处。⑤转基因作物对环境保护的益处是实实在在的，而它们对环境可能造成的负面影响从未发生过，即使发生了也不可怕。某些“环保组织”却把转基因作物当成恶魔，竭力阻挠其研发和推广，这不是很讽刺吗？所以对这样的“环保组织”，完全可以称之为伪环保。(选自日《新华每日电讯》)1.本文说明的中心是什么？(3分)2.第②段主要运用了哪种说明方法？其作用是什么？(3分)3.第①段中划线的成语“迄今”一词能否删掉？为什么？(3分)4.转基因作物的环保价值主要体现在哪些方面？(4分)
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阅读下面选文，完成文后小题。有机食品就一定是健康食品吗？方舟子①在食品安全问题频发，人心惶惶之际，标榜“纯天然，健康，无污染”的有机食品虽然价格要比常规食品昂贵得多，却似乎更让人放心，市场越来越大。按照国家标准，有机农产品指的是在整个生产过程中，都必须按照有机农业的生产方式种植，生产过程中完全不使用化学农药、化肥、生长调节剂等化学物质。同时，还必须经过独立的有机食品认证机构全过程的质量控制和审查。但是媒体已多次曝光过有机农产品存在着乱贴标、卖证书等多种欺诈现象。例如，近日央视《焦点访谈》播出《以假充真“有机菜”》，报道山东济南一些大超市高价售卖的有机蔬菜并非有机，化学农药、化肥仍在源头使用。②假如有机农产品是严格按照有机农业的生产方式生产出来的，就一定要比常规农产品安全吗？由于有机农产品不使用化学农药，化学农药的残留要比常规农产品低得多，在这方面可以说较为安全。但是有机农业并非就完全不使用农药，只不过用的是源于细菌、植物的所谓天然农药。既然是天然的，人们就想当然地以为它们就一定是安全的。其实未必。有些天然农药已被发现具有一定的毒性。例如有机农业使用的天然杀虫剂鱼藤酮具有肝毒性，还能诱发帕金森病。另一类天然杀虫剂除虫菊酯有的具有神经毒性，它们的毒性有时比人工合成的拟除虫菊酯要高得多。有机农业通常使用铜盐作为杀真菌剂，导致有机农产品中铜的含量要比常规农产品高。如果人体摄入过量的铜，对健康有害。所以，天然的农药同样不能滥用，也存在农药残留的问题。③植物自身会分泌一些天然毒素，抵御病菌的感染和害虫、鸟的食用。这些天然植物毒素有的对人体也有毒性。在常规农业中，由于使用化学农药能有效地消灭害虫，农作物没有自己制造毒素的压力，产生的植物毒素比较少。相反地，有机农业中使用的天然农药不像化学农药那么有效，植物就不得不多分泌一些毒素来保护自己。特别是，不使用化学农药虽然有助于保护生态环境，农田中的昆虫、蜘蛛、鸟、老鼠等动物的数量增加，但是这些动物在食用农作物时，对农作物造成的伤害会刺激农作物分泌更多的毒素。有机农作物中的天然毒素含量通常要比常规农作物高10～50%。④害虫和其他动物对农作物的伤害还会导致另一个更严重的后果，在伤口处容易滋生霉菌，而霉菌会分泌毒性更强的毒素。例如，一种叫镰刀霉的霉菌会分泌一种致命的毒素叫伏马毒素。伏马毒素是一种致癌物质，而且能够干扰人体细胞对叶酸的吸收，而孕妇如果体内缺乏叶酸，会显著地增加胎儿神经管缺陷的发生率。有机农产品由于难以控制病虫害，其伏马毒素的含量可能高于常规农产品。2003年9月，英国食品安全局抽查了市场上6种有机玉米粉产品和20种普通玉米粉产品，发现6种有机玉米粉产品的伏马毒素含量比普通产品高得多，是允许量的9～40倍！这6种有机食品不得不都下架。⑤有机农业不使用化肥，但是要使用有机肥。相当一部分的有机肥来自家禽、家畜和人的粪便。如果粪便中含有病菌、寄生虫虫卵，它们就会污染农产品，生吃农产品或没有煮熟的话，就有让食用者食物中毒或被寄生虫感染的危险。施用粪便肥料还隐藏着抗生素滥用的问题。饲养场大量地使用抗生素来预防家禽、家畜生病并刺激它们的生长，这些抗生素大部分会随着粪便排泄出体外，粪便又作为肥料施到有机农田中。粪便中的抗生素就有可能被农作物吸收。2005年美国明尼苏达大学的研究人员曾经做过实验，在施加了粪便的土壤中种植玉米、葱和卷心菜。6周后，在这些作物的叶子中检测出了金霉素。两年后，他们做了一个类似的实验，在用猪粪处理过的土壤中种植玉米、生菜和土豆。这回检测出的是磺胺甲嘧啶。磺胺甲嘧啶和金霉素都是饲养场常用的抗生素。蔬菜的生长季节可不仅仅是6周。生长的时间越长，进入作物的抗生素的量就可能越多，并扩散到作物的各个部位。尤其是像土豆、萝卜这类块茎类蔬菜，它们可食用的部分埋在土壤中生长，更容易吸收土壤中的抗生素，最终被人吃下去。⑥可见有机农产品的健康风险未必就比常规农产品低，其中涉及的因素甚至比常规农产品复杂，监控更麻烦，绝非就一定是“纯天然，健康，无污染”的食品。有机农业和常规农业只是生产农产品的不同方式，不管用什么方式生产出来的产品，只要达到了安全标准，就可以放心食用。但是，如果管理到位，常规农产品能达到安全标准，那么又何必花大价钱去购买昂贵的有机农产品呢？如果管理不到位，有机农产品的安全性也存在问题，更没有购买它的必要。(选自《新华每日电讯》)1.下列对文章内容理解正确的一项是(3分)(
)A．因为有机食品比无机食品更安全、环保、健康，所以同种类的有机食品价格更贵。B．有机食品的安全问题出在监管环节，所以一定要保证生产严格按照规范进行。C．天然植物即使不被虫咬感染霉菌，也会因自身抗菌、防虫等需要而具有毒性。D．为了防止有机食品在生长过程中感染病菌，人们常常在有机肥中掺加一定的抗生素。2.为什么作者说严格按照有机农业的生产方式生产出来的“有机农产品的健康风险未必就比常规农产品低”？(4分)3.请分析下面句子使用了哪些说明方法，并选择其中一种谈谈其表达效果。(4分)2003年9月，英国食品安全局抽查了市场上6种有机玉米粉产品和20种普通玉米粉产品，发现6种有机玉米粉产品的伏马毒素含量比普通产品高得多，是允许量的9～40倍！4.下面句子中划线词可否删去？请简述理由。(4分)有机农作物中的天然毒素含量通常要比常规农作物高10～50%。5.请分析第二段划线句子在结构上作用。(3分)