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新型饲用酶基因发现与改造关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    S816.79
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于农林养殖领域,涉及饲料、生物化学工程、绿色养殖等技术。 饲用酶是提高饲料利用率的关键,是健康养殖重点方向。我国在植酸酶等饲用酶高效制备与应用等方面开展了大量研究,取得了许多成果。由于饲料原料复杂、抗营养因子多样,现有饲用酶仍远不能满足饲料行业的需求。主要原因是目前商业化饲用酶的品种和功能单一、热稳定性差,高温制粒过程中酶活损失高,制约着饲料的高效利用和养殖业的健康发展。 近10年来,该项目在国家863计划等项目支持下,针对饲用酶及其应用领域面临的关键技术问题开展了长期系统研究,在新型饲用酶基因发现与改造关键技术方面取得重大突破,并拥有自主知识产权,获得了以下创新性成果:(1)发明了活性中心疏水区氨基酸突变的饲用酶热稳定性调控技术。依据自创的氨基酸高热扰动预测模型与定向进化,获得了热稳定木聚糖酶突变体和植酸酶突变体,其热稳定性分别提高12℃和10℃。经国家饲料质量监测检测中心分析,工业化生产的耐热木聚糖酶和耐热植酸酶产品的热稳定性达90%以上,明显优于市场上同类产品国内品牌18个(9个木聚糖酶,9个植酸酶),国际品牌6个(2个木聚糖酶,4个植酸酶)。解决了饲用酶高温制粒生产中酶活损失高的难题。(2)发明了宏基因组饲用酶基因捕获技术,创新保守序列磁珠探针,靶向饲用酶基因筛选效率提高了1000倍,突破了宏基因组技术筛选位大、效率低、靶向性差的技术瓶颈,获得了系列新型双功能饲用酶,为新型饲用酶制剂的创制和非常规饲料的利用奠定了基础。(3)发明了饲用酶协同降解抗营养因子调控技术,获得了符合动物肠道生理特征和饲料加工条件酶活谱图,提高饲料利用率8-10%,释放40-70kcal/kg能量,育肥猪料肉比降低至2.5以下,作用效率远高于国内国际同类产品。突破了酶热稳定性差和功能单一等制约饲料高效利用方面技术瓶颈。 申请发明专利35项,其中授权28项,发表论文41篇。被Trends in Microbiology等权威杂志多次正面引用。科技査新表明,该技术要点新颖,国内外未见报道。整体技术水平达到国际领先水平,在饲用酶基因发现与改造关键技术方面取得原创成果。 该成果已推广应用到全国30多个省市的饲料工业企业,包括全国80%的百强饲料企业,在国内100多家饲用酶制剂企业中市场占有率21%,节约饲料成本25-40元/吨;出口俄罗斯等25个国家和地区,全球直接用户6000家。近三年累积新产品售量116万吨,新增产值53.1亿元,新增利润7.98亿元,出口创汇520余万美元。具有显著的经济效益和突出的社会效益。 我国2016年饲料产量超过2.1亿吨,年增长率5%,未来饲用酶应用市场潜力巨大。新型饲用酶的应用,将有效提高饲料营养物质的利用率,减少氮磷排放对环境的污染,推动养殖业绿色吋持续健康发展,对建立饲用酶中国智造国际品牌、提升中国产品国际竞争力产生重大影响。
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