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84農(nóng)業(yè)網(wǎng) 時(shí)間：2018-03-15 作者：佚名 來源：網(wǎng)絡(luò)整理
一、現(xiàn)狀
傳統(tǒng)上，絕大多數(shù)工業(yè)酶制劑的生產(chǎn)是通過特殊微生物的大規(guī)模發(fā)酵培養(yǎng)，經(jīng)收集、提取、加工和純化而成的。這需要復(fù)雜昂貴的設(shè)備投資及工藝操作，因而生產(chǎn)成本較高。近十年來，隨著以基因工程為核心的生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)家們通過應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將轉(zhuǎn)基因苜蓿作為一種生物反應(yīng)器，用來生產(chǎn)特殊的工業(yè)酶制劑，開辟了苜蓿開發(fā)利用的一個(gè)新領(lǐng)域，展示出其潛在的商業(yè)價(jià)值。
苜蓿作為生物反應(yīng)器作物，具有其一定的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在：種植面積大（曾是種植面積排列第四位的作物，其種植面積約1.6億畝�，F(xiàn)在我國的種植面積也已達(dá)2000多萬畝）、多年生的習(xí)性可使其一次播種連續(xù)多年利用、再生性好、產(chǎn)量高、每年收割三茬以上、耕種管理?xiàng)l件要求較低、使用肥料和農(nóng)藥較少、生產(chǎn)成本低、固氮特性利于培肥封、保護(hù)環(huán)境等；同時(shí)作為轉(zhuǎn)基因的受體植物，在其基因的轉(zhuǎn)化和組織培養(yǎng)再生植株等技術(shù)方面均已建立了較好的研究基礎(chǔ)。
由于工業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域快速發(fā)展，工業(yè)酶制劑的需求量正在劇增。如應(yīng)用于生物制漿、食品加工、碳水化合物及化學(xué)品的合成轉(zhuǎn)化、人和動(dòng)物的食品添加劑、環(huán)境中有毒或污染物的降解去毒等。當(dāng)前在工業(yè)上常用的酶類中，約有20種可以做到比較便宜地大規(guī)模生產(chǎn)。但有些酶的生產(chǎn)成本是非常高昂的。美國Wisconsin大學(xué)的研究人員正在研究使用從微生物中克隆目的基因轉(zhuǎn)化苜蓿，然后從轉(zhuǎn)基因苜蓿中提取純化目標(biāo)酶，從而大大地降低了一些特殊酶的生產(chǎn)成本。
二、木質(zhì)素過氧化物酶和α-淀粉酶
目前研究較為成功的例子有如下兩種酶：第一是Mn依賴型的木質(zhì)素過氧化物酶（Mn-P）。其編碼基因是從一種叫PhanerochaeteChrysosporium的微生物基因組中克隆的。它實(shí)際上是一種真菌木質(zhì)素降解酶。在工業(yè)上可用于生物制漿和生物漂白。它的表達(dá)還可對苜蓿中木質(zhì)素含量產(chǎn)生影響，因而對提高反芻動(dòng)物的消化率具有意義。同時(shí)該基因的表達(dá)對苜蓿的生長發(fā)育有不利影響。主要是引起葉片發(fā)黃、植株變矮和產(chǎn)量下降。可能是由于Mn-P酶活性，需要將Mn2+轉(zhuǎn)化成Mn3+，使葉片中缺乏Mn2+或是Mn3+的積累效應(yīng)危害所致。將所構(gòu)建的外源基因載體上的組成型啟動(dòng)子替換成誘導(dǎo)型的啟動(dòng)子，解決了這一矛盾。利用誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，平時(shí)關(guān)閉該基因，在苜蓿收獲前數(shù)天噴施特殊的化學(xué)藥品，誘導(dǎo)該基因的高效表達(dá)，就避免了其對苜蓿生長發(fā)育的不利影響。又可高效提取該基因表達(dá)的特異蛋白質(zhì)。
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