以下是中國工程院院士范云六在第二屆生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)峰會(huì)上的演講報(bào)告。

         范云六：種子產(chǎn)業(yè)與生物技術(shù)的同行們、朋友們，貴賓們，我這個(gè)報(bào)告是著重在生物技術(shù)的角度來看生物技術(shù)和種子產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。

         我這個(gè)演講是表達(dá)高活性植酸酶轉(zhuǎn)基因玉米，談到這個(gè)的時(shí)候，大家想一想為什么做這個(gè)事，在作物里，在做飼料的作物里，植物源的飼料里含有豐富的植酸磷（Phytate），占種子里總磷含量的60%到80%。我是做玉米，所以我特別注意到90%植酸磷是在胚里。玉米內(nèi)源植酸酶在植物種子的萌發(fā)時(shí)表達(dá)，它的催化植酸磷分解為游離的磷，提供植物生長營養(yǎng)需要磷的，另外還提供其他的營養(yǎng)元素，所以植酸酶本身來說是控制植物在整個(gè)生長過程里種子的成長發(fā)育過程里無機(jī)磷的需求以及重要元素的需求。這對(duì)植物來講是很需要的。但是對(duì)動(dòng)物來講，因?yàn)橛衩谆蛘叽蠖梗貏e在中國的玉米70%、80%都是做飼料的，從動(dòng)物的營養(yǎng)角度來講，存在很多問題。第一個(gè)問題動(dòng)物的腸道很難吸收植物來源的植酸磷，它的磷素非常豐富，60%到70%，而我們國家又是磷源非常缺乏的國家，飼料里磷的缺口每年都要一百萬噸，磷對(duì)動(dòng)物的營養(yǎng)而言是不可或缺的營養(yǎng)元素。

         第二個(gè)問題是本身植酸磷是抗?fàn)I養(yǎng)因子，我們吃的大米、小麥、水稻、玉米，動(dòng)物里就含有植酸磷就很多，本身是抗?fàn)I養(yǎng)因子，好的營養(yǎng)東西來了以后，都被它螯合了，動(dòng)物不能吸收，叫生物利用率，我們說補(bǔ)鈣，為什么鈣補(bǔ)了半天以后，生物利用率低，都跟抗?fàn)I養(yǎng)因子有關(guān)。

         第三個(gè)問題是非常重要的，這么豐富的植酸磷動(dòng)物又用不了，從動(dòng)物糞便排出去，排出去造成嚴(yán)重污染，糞便造成農(nóng)村的污染是非常嚴(yán)重的問題，比化肥的影響還嚴(yán)重。

         這三個(gè)問題提出來以后，我們就考慮用Phytase（植酸酶），通過植酸酶把植酸磷變成無機(jī)磷，無機(jī)磷動(dòng)物可以利用，植酸酶分解植酸磷以后，有機(jī)磷排出減少了，就不會(huì)造成環(huán)境污染。中國農(nóng)業(yè)發(fā)展很快，但是總結(jié)過去的教訓(xùn)，是大投入，在某種程度上，犧牲了環(huán)境，提升了產(chǎn)量。怎么樣讓環(huán)境又好，又能保證它持續(xù)發(fā)展。植酸酶對(duì)飼料來講起這樣的好作用。Phytase的作用，Phytase來了以后，就把切斷，就變成了無機(jī)磷釋放出來，同時(shí)把所有植酸磷螯合的營養(yǎng)元素都釋放出來，這就是Phytase的作用。

         歐盟多個(gè)國家在法律上已經(jīng)立法了，一定用Phytase在飼料工業(yè)里做綠色磷來保護(hù)環(huán)境。為什么提出這樣的問題，意義是什么？Phytase從什么地方來？Phytase第一代基因工程是微生物發(fā)酵的，我們國家也做得非常好，我跟我的搭檔合作，用微生物發(fā)酵生產(chǎn)Phytase，在飼料工業(yè)用得非常好。植物基因工程在研究方面都有很多地方在做，我們不只是做第一代基因工程而是做Phytase第一代產(chǎn)品，我這個(gè)基因是來自曲霉菌，克隆基因表達(dá)出來植酸酶是有活性的，是可以降解植酸磷的，是有效的東西。然后把基因在酵母中表達(dá)，它是非常穩(wěn)定的。這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)通過農(nóng)業(yè)部安全生產(chǎn)條例，商業(yè)化生產(chǎn)十多年了。這是第一代Phytase產(chǎn)品，叫微生物發(fā)酵的產(chǎn)品。也就是說我們搞植酸酶玉米這個(gè)東西是在我們已經(jīng)把基因做好，功能驗(yàn)證以后才開始，我們希望能夠把Phytase在玉米粒表達(dá)。本來在飼料工業(yè)里必須添加Phytase，飼料里大概一半以上是玉米的成分，能不能把Phytase放到玉米里，讓玉米自身產(chǎn)生這個(gè)東西。假如可以的話，可以降低成本。選擇玉米有這樣的原因，因?yàn)轱暳弦话氲某煞质怯衩祝硗饩褪怯衩椎?0%左右都是用在飼料加工。

         把這個(gè)技術(shù)簡(jiǎn)單講一講。第一個(gè)，我們?cè)O(shè)計(jì)比較精確，怎么樣設(shè)計(jì)，用胚表表達(dá)，怎么定位，得到很多轉(zhuǎn)化事件。再生植株得到后代怎么檢測(cè)它，比如說怎么檢測(cè)它的后代，怎么考慮它的后代。用遺傳的手段來證明得到的基因是符合遺傳的。另外玉米是否純合系，根據(jù)四方面的東西選擇它，第一全部Phytase的東西應(yīng)該P(yáng)CR是陽性，另外農(nóng)藝性狀基本相同。種子要高于每公斤的種子在一千個(gè)單位左右，所有的植株要么全抗basta，要么不抗，這個(gè)選擇農(nóng)藝性都是很好的。而且選出來一千個(gè)單位以上的純系怎么來鑒別，用遺傳的手段和方法，F(xiàn)1，最后用回交一代符不符合1：1的比例，來做這個(gè)工作。

         看一下Basta，要么全抗，要么不抗。純合系，我們?cè)谶z傳轉(zhuǎn)化，至少做出一千個(gè)以上高活性植酸酶，大概選出27個(gè)純合，胚大概到二萬左右，胚乳可以高達(dá)12萬。這樣的純性來講，到底有什么用，根據(jù)中國飼料行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，一公斤飼料里含0.5公斤的玉米種子，我們添加500U植酸酶添加劑，也就是說一公斤植酸酶轉(zhuǎn)基因玉米表達(dá)的植酸酶含量要超過一千個(gè)單位。它在種子中表達(dá)這么高，對(duì)于種子中的植酸磷是否起到降解，使其含量減少了？到底在胚乳有那么高表達(dá)，有沒有引起opaque的現(xiàn)象，我們做了一系列的研究。我們把一粒種子，把胚拿出來，如果是胚建構(gòu)的話，應(yīng)該在胚里表達(dá)，這個(gè)是在胚乳，如果在胚乳里建構(gòu)，應(yīng)該在胚乳建構(gòu)表達(dá)，看得很清楚是在胚乳里，而不是在胚里表達(dá)。

         做亞細(xì)胞定位，到底在胚里還是胚乳里。亞細(xì)胞定位是胚乳里，在對(duì)照胚乳里，可以看到胚乳構(gòu)建選育的株系種子中表達(dá)植酸酶定位在胚乳里。對(duì)于種子的無機(jī)磷或者植酸磷到底是不是有所降低還是有所增高還是沒有什么變化，如果在胚里，植酸磷是存在胚里那表達(dá)植酸酶之后是不是和預(yù)計(jì)的一致，種子里的植酸磷減少，無機(jī)磷增高。在胚乳里應(yīng)該是沒有什么作用，結(jié)果是我們所達(dá)到的一樣的。

         植酸磷對(duì)動(dòng)物生長不好的，但是對(duì)植物生長來說是有需要的，五個(gè)純系的酶活假如達(dá)到那么高，是不是影響種子，把植酸磷都去除了，對(duì)種子有影響沒有？做了一系列實(shí)驗(yàn)，都非常好，沒有任何的影響。有沒有opaque現(xiàn)象？過去做opaque-2，玉米說很高，到最后不抗病等等很多的問題出來，我們看來我們的種子是透明的，opaque是不存在的。剛才講的是酶遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)到或者超過行業(yè)的要求，第二個(gè)剛才都證明得比較準(zhǔn)確，現(xiàn)在到底看看在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)里到底是不是起那些作用，我們請(qǐng)別的實(shí)驗(yàn)室給我們做了一下動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也表現(xiàn)到加了Phytase進(jìn)去以后，對(duì)動(dòng)物的生長是非常好的，我們的對(duì)照是跟第一代植酸酶做比較的，完全可以代替第一代植酸酶，對(duì)排泄物里是不是磷排泄降低了，也是完全跟第一代的植酸酶相比，完全可以代替它。這個(gè)小結(jié)就是Phytase用玉米來做，由于玉米種子生產(chǎn)植酸酶的優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)基因玉米植酸酶將來要代替發(fā)酵生產(chǎn)的植酸酶。

         兩代植酸酶產(chǎn)品的比較。第一代就是工廠，要經(jīng)過這么多程序，消耗很多能源，還得要通過干燥、噴霧等等，最后制出顆粒出來。我們用玉米來做的話，春種一粒種子，秋收萬粒種子，種子里存在植酸酶。種子里存在植酸酶，成本低，原材料費(fèi)用低，消耗能源少，生產(chǎn)的種子可以直接食用，假如市場(chǎng)需求很大的話，我用不著建工廠，花費(fèi)很多能量消耗等等不一樣，我就能夠用很好的，有前瞻能力的雜交組合，來做種子就很好了。

         我們工作哪些特點(diǎn)呢？第一，它表達(dá)了高的植酸酶活性，本來要求一公斤一千個(gè)單位，現(xiàn)在有那么高的單位。第二，我們這里非常安全的，在轉(zhuǎn)化上，只有這一片段的植酸酶，非常符合安全條例的。再一個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，非常注重到把骨干親本和材料相雜交，這樣使今后和企業(yè)結(jié)合的時(shí)候，和玉米骨干親本組合，縮短育種的時(shí)間。

         剛才講的工作已經(jīng)進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化程度了，這個(gè)工作有相關(guān)的專利，而且根據(jù)農(nóng)業(yè)部的生產(chǎn)安全的條例，我們中間試驗(yàn)、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗(yàn)按照條例嚴(yán)格進(jìn)行的。我們這個(gè)項(xiàng)目是在國內(nèi)外或是最接近產(chǎn)業(yè)應(yīng)用化的成果，這個(gè)工作有什么意義？至少有幾重意義，第一個(gè)對(duì)玉米的產(chǎn)業(yè)來講，增加附加值，能夠?qū)τ衩桩a(chǎn)業(yè)來講增加他們的，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)來說，開辟了節(jié)能、環(huán)境保護(hù)好的高新技術(shù)的產(chǎn)品，我們要注意第一代抗蟲抗病轉(zhuǎn)基因作物，還要注意對(duì)健康環(huán)境，人和動(dòng)物生長發(fā)育好的第二代的產(chǎn)品，對(duì)這個(gè)項(xiàng)目也應(yīng)該是有作用。

         幾點(diǎn)體會(huì)，這個(gè)體會(huì)不是講跟產(chǎn)業(yè)，是講我們做研究。第一，自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因是非常重要的，而且功能一定要經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)證，我們第二代植酸酶就是在經(jīng)過發(fā)酵出來以后，都驗(yàn)證過對(duì)磷的排泄降低，對(duì)動(dòng)物好，都經(jīng)驗(yàn)過。第二有表達(dá)的元件，還有大規(guī)模的轉(zhuǎn)化平臺(tái)，剛才的27，我們至少一千個(gè)，一萬個(gè)選擇出來。另外你的東西是不是符合標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到行業(yè)的要求。另外注意選擇純系的標(biāo)準(zhǔn)，從開始要注意的安全問題，還要注意從開始怎么整合到今后大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化雜交組合里，特別要注意，我們這些東西都是以市場(chǎng)為導(dǎo)向的東西。

         對(duì)生物技術(shù)跟種子產(chǎn)業(yè)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。第一個(gè)種業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，生物技術(shù)是常規(guī)育種的重要補(bǔ)充和發(fā)展。它不能代替常規(guī)技術(shù)，它必須在常規(guī)技術(shù)最好的水平上來提供常規(guī)技術(shù)哪些需要我們來做的，我們力量可及的，今天可及，明天可及，后天可及的補(bǔ)充，這是重要的補(bǔ)充，而且它的發(fā)展不是一般發(fā)展，是方向性的發(fā)展。第二個(gè)觀點(diǎn)從戰(zhàn)略的高度來審視，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)和種子產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，這個(gè)對(duì)于延伸種子產(chǎn)業(yè)鏈，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高種業(yè)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，增加農(nóng)民的收入，都有重要的作用。這點(diǎn)來講，是非常重要的，要從戰(zhàn)略高度來考慮。第三點(diǎn)，要把生物技術(shù)項(xiàng)目的科技創(chuàng)新與項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化緊密地結(jié)合起來，種子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，離不開有科技創(chuàng)新的原動(dòng)力的支持，同時(shí)以產(chǎn)品為導(dǎo)向的生物技術(shù)項(xiàng)目，如果不實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，根本不可能實(shí)現(xiàn)真正體現(xiàn)它創(chuàng)新的價(jià)值，當(dāng)然科學(xué)意義是另外一回事，這個(gè)來講，從開始要考慮到生物技術(shù)的創(chuàng)新，要跟產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來。

         關(guān)于植酸酶，我們研發(fā)的東西已經(jīng)跟Origin公司合作，轉(zhuǎn)讓給Origin公司，現(xiàn)在正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。我們感覺到玉米產(chǎn)業(yè)化的道路前人還沒有走過，我們?cè)谧銮叭藳]有做過的事，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，我們這個(gè)技術(shù)是目前最接近產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目，怎么樣使植酸酶因?yàn)榧夹g(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)盡快地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，這是我們所在追求的。正因?yàn)檫@個(gè)需要，我們需要方方面面的關(guān)注和支持，我們是以開放的心態(tài)面向國內(nèi)外企業(yè)學(xué)習(xí)先進(jìn)的育種技術(shù)和經(jīng)營管理，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)化過程中，也希望各界政府包括北京市政府，市科委加強(qiáng)指導(dǎo)和支持產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的密度，最后讓我們共同為首都中國或者全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。最后我想感謝課題組所有的工作人員，在這里不一一舉了，同時(shí)我也感謝一些公司曾經(jīng)和我們非常友好的合作。謝謝。