植酸酶生产与应用的研究进展

植酸酶能降解植物性饲料中的植酸盐类,释放出无机磷酸,对于提高单胃动物饲料中磷的利用率,促进饲料中矿质元素的吸收利用,减轻高磷排泄物对环境的污染有重要作用。植酸酶也可以用作食品添加剂,促进人体对食品中矿质元素的吸收利用;植酸的降解产物IP3在医药领域也具有广泛的生理功能。为了体现植酸酶的研究意义和应用价值,本研究综述了国内外利用微生物、转基因植物和转基因动物生产植酸酶的概况,提出了植酸酶在生产过程中存在的一些问题,并对植酸酶的发展前景进行了展望。     

种子植酸及其低植酸作物品种选育的研究进展

磷是动植物生长发育所必须的营养元素之一。在植物中，磷主要以植酸的形式存在。植酸广泛存在于作物种子中，占种子干重的1％～4％，占总磷的65％～80％。单胃动物因缺少水解植酸的酶类，不能对植酸磷进行较好的吸收和利用，从而使植酸以粪便形式排出，造成了磷的极大浪费和对环境的污染。植酸是一种较强的螫合剂，它容易与锌、铁等阳离子结合，形成不溶性植酸盐，还可以与蛋白质结合，形成不溶性复合物，从而影响动物对这些微量元素和蛋白质的有效吸收和利用，降低了它们的生物有效性。目前在植酸酶的开发和利用土已经取得了一定的进展，为植酸中磷的利用开辟了新途径。从作物品种选育的源头上解决植酸含量偏高的问题，是育种工作者所寻求的新的育种目标。     

植酸酶饲料添加剂的合理利用

植酸酶是近年来开发应用的一种新型微生物饲料添加剂,它具有环保、经济、实用等特点。在饲料中合理添加植酸酶,不仅可显著提高植酸磷的利用率,优化饲料配方,降低饲料成本,而且可减少畜禽粪便磷排放造成的环境污染,具有一举多得的良好效果。     

与CX1834—1—2大豆种子植酸含量有关的位点的遗传作图分析

低植酸品种的培育已成为大豆育种的重要目标。植酸盐是大豆种子磷（P）的主要存在形式，其中有67～77％的磷是以植酸的形式存在的。植酸磷对家禽、猪、人等单胃动物是不能利用的。另外，植酸与钾、镁、铁、磷、钙等阳离子结合，降低了其营养利用价值。     

大豆低植酸育种研究进展

大豆种子中的磷主要以植酸的形式存在,它对人和单胃动物来说是一种抗营养因子;降低植酸的含量不仅可以提高大豆微量元素、蛋白质和磷素的生物有效性,而且可以减少磷素的污染和浪费。就不同大豆品种中植酸的含量、低植酸种质的创新,以及这些种质的遗传机制、农艺性状、营养品质和分子特性的研究给予了较为全面的综述。     

能以植酸为唯一磷源生长的转基因甘蓝型油菜

由于难溶性矿物磷酸盐和有机磷的大量存在,土壤总磷虽高,但多数土壤缺乏有效磷,这是世界范围内农业生产的主要限制因素之一。土壤中有机磷的存在形式主要是植酸,为了提高土壤有效磷供给,利用根癌农杆菌菌株LBA4404,通过两步再生方法将植物表达载体pBINPR-phyI中含有的带胞外分泌信号肽序列的植酸酶基因转入油菜品种中双6号中,并获得转基因油菜56株,转化效率0.16%~9.20%。分子检测和酶活性检验表明,植酸酶基因已导入中双6号,转基因植株能有效表达植酸酶基因并向根外分泌植酸酶,转基因植株能以植酸为唯一磷源正常生长,非转基因植株则不能。结果表明,转基因植株根系分泌大量高活性植酸酶有助于土壤中有机磷释放出有效磷供植物利用;利用基因工程技术提高植物对土壤闭蓄态有机磷利用效率的前景是可期待的。     

微生态制剂对饲料中植酸酶及有效磷的影响

微生态制剂（Microbial ecological agents）是近年来逐渐兴起的研究领域，其定义为：指利用动物体内正常的有益微生物经特殊工艺而制成的活菌制剂。如K94复合活菌、8701、调痢生、猪乐菌、DM-423菌剂粉等均属于这类制剂。该试验中所使用的EM就是由几十种有益的微生物经过特殊工艺复合培养而成的复合微生态制剂。在中国以及世界近60个国家和地区试验，取得了大量有益的效果，尤其在动物养殖上效果更佳。微生物在其生长、繁殖、新陈代谢过程中产生许多次生活性物质，如：酶类。其中意义较大的有淀粉酶、植酸酶、蛋白酶以及纤维素酶等。植酸酶作为饲用酶六七十年代就有人开始研究。植酸酶又称肌醇六磷酸酶（Phytase），属于磷酸单酯水解酶，是一种特殊的酸性磷酸酶，它能水解植酸而释放出无机磷。该研究以植酸酶为主要研究对象。     

植酸酶和无机磷的相关性以及与大麦发芽之间关系的初步研究

在大麦吸水萌发后植酸酶即被激活，释放出无机磷供大麦发芽利用。在发芽过程中，植酸酶的活性受很多因素的影响。本试验发现，开始时大麦游离的无机磷很少，植酸酶具有很强的活性，当大麦中无机离子过多时，植酸酶的活性受到抑制；而当无机磷因大麦合成而消耗时。大麦植酸酶叉会恢复活性。在此过程中，无机磷的变化，又可以检测大麦在发芽阶段分解与合成速度的变化。     

中国农科院开发出转基因玉米

中国农科院开发出了一种转基因玉米，它能帮助改善牲畜饲料的营养价值，并减少污染。这种转基因玉米生产的种子富含植酸酶，它能帮助牲畜消化磷。饲料舍有大量的磷成分，但是像猪等单胃牲畜在其消化道中缺乏足量的植酸酶来吸收足够的磷。这意味着大量的磷通过牲畜粪便被排放到环境中。中国农科院从曲霉属的一种真菌中分离出了能产生植酸酶的基因，并把它插入玉米中。     

宇佐美曲霉植酸酶phy A基因的克隆

植酸酶是催化植酸及其盐类物质水解成肌醇和磷酸的一类酶的总称,用其作为动物饲料添加剂既可以达到提高磷利用率的目的,又可以降低环境中的磷污染。真正具有开发价值的是利用微生物生产植酸酶。直接以宇佐美曲霉菌株2418基因组DNA为模板,对植酸酶基因phyA的成熟肽(分子长度为1 347 bp)进行了PCR扩增,再将PCR产物克隆入pBS-T载体,经DNA测序鉴定,与已发表的植酸酶基因同源性达到99%以上,这为进一步获得大量、高活性植酸酶以及研究和开发新型微生态制剂打下了基础。