[科普中國(guó)]-轉(zhuǎn)基因改造讓豬“節(jié)能減排”？

轉(zhuǎn)基因食品早已不是什么稀奇事，比如轉(zhuǎn)基因大米、大豆、玉米、棉花等。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的出現(xiàn)，最主要的目的是為了增加產(chǎn)量，提供更多實(shí)惠糧食，減少殺蟲(chóng)劑噴灑，其次還能讓農(nóng)產(chǎn)品變得更美味。

基因改造出來(lái)的金色米 （圖源：Wikipedia）

不過(guò)，有人一聽(tīng)到轉(zhuǎn)基因就害怕。其實(shí)完全沒(méi)必要，這只是一個(gè)定義問(wèn)題。我們現(xiàn)在吃的各種水稻、小麥、香蕉、玉米乃至現(xiàn)在袁隆平雜交出來(lái)的水稻，與祖先植株相比都是高度轉(zhuǎn)基因的。

野生香蕉在沒(méi)有轉(zhuǎn)基因之前根本不能吃（圖源：Wikipedia）

但我們并不認(rèn)為它們是轉(zhuǎn)基因的，因?yàn)槟鞘怯脗鹘y(tǒng)方式雜交培育的，而現(xiàn)在只是換了一種更便捷的方式，就是通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

最近，為了響應(yīng)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的號(hào)召，研究轉(zhuǎn)基因技術(shù)的科學(xué)家們將目光轉(zhuǎn)向了豬。

為什么要選豬作為轉(zhuǎn)基因?qū)ο竽兀?/p>

在全球范圍內(nèi)，人們消費(fèi)的豬肉比其他任何肉類(lèi)都要多。但同時(shí)，豬的養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。比如，豬飼料中大部分的氮磷不能被豬消化吸收，會(huì)隨豬糞排出體外，最后污染環(huán)境；豬放的屁，也就是甲烷，也是溫室氣體的重要來(lái)源。

如果你還是不太明白，那就舉個(gè)例子吧！

「水華」現(xiàn)象就是氮磷過(guò)量排放，對(duì)環(huán)境造成的影響的產(chǎn)物之一?！杆A」是發(fā)生在淡水中，由于水體中氮磷含量過(guò)高導(dǎo)致藻類(lèi)、細(xì)菌或浮游生物突然性過(guò)度增殖的一種自然現(xiàn)象，同時(shí)也是一種二次污染。通常水的顏色呈現(xiàn)出綠色或藍(lán)色。

2011年10月，伊利湖經(jīng)歷了幾十年來(lái)最嚴(yán)重的水華。大暴雨將肥料沖進(jìn)湖中，促進(jìn)了微胱氨酸的生長(zhǎng)，產(chǎn)生藍(lán)藻菌。（圖源：Wikipedia）

「水華」造成的危害是巨大的，它會(huì)使我們的飲用水變得不再安全，而藻類(lèi)毒素還會(huì)通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)健康。例如藍(lán)藻的次生代謝產(chǎn)物能損害肝臟，甚至有致癌可能性。當(dāng)然，水華只是影響之一，除此之外，過(guò)量的氮會(huì)滲入淺層地下水中，使井水或河水中的亞硝酸鹽含量增加；土壤結(jié)構(gòu)失調(diào)、土地板結(jié)；碳氮比失衡使植株莖基部和根部組織遭受破壞……因此，就會(huì)出現(xiàn)上文提到的污染環(huán)境的情況。

為了減少氮磷的排放，國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)會(huì)將酶制劑添加到豬糧中。

那什么是酶制劑？動(dòng)物消化用的酶類(lèi)，可以在動(dòng)物（及人）的消化器官內(nèi)找到，既然是在消化器官，那它的作用就很明顯是幫助消化了。而飼料用的酶制劑是從生物(包括動(dòng)物、植物、微生物)中提取的具有生物催化能力的物質(zhì)，再加上其他添加劑，用于提高飼料利用率的制品。

但添加酶制劑必然會(huì)增加豬的飼養(yǎng)成本，所以科學(xué)家們想出了另一種方法，從根本解決這個(gè)問(wèn)題：制造轉(zhuǎn)基因豬。雖然短期來(lái)說(shuō)研發(fā)的費(fèi)用會(huì)遠(yuǎn)高于在飼料中添加酶，但是長(zhǎng)期來(lái)看這才是最劃算的投資。

圖源：pixabay

通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功培育出一種可以高效率消化氮磷的轉(zhuǎn)基因豬。他們將需要的酶（甘露聚糖酶，木聚糖酶和植酸酶）的DNA片段轉(zhuǎn)移到豬的體細(xì)胞核中，利用體細(xì)胞核移植技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因克隆豬。分泌這些酶的地方是唾液腺，所以對(duì)飼料的消化從嘴巴就開(kāi)始了，這樣保證了對(duì)氮磷的消化過(guò)程更有效。

通過(guò)進(jìn)行豬的消化代謝實(shí)驗(yàn)，對(duì)豬的糞便進(jìn)行收集，測(cè)定糞便與飼料中的氮磷含量，通過(guò)計(jì)算便得到了豬的消化率，消化率越高一方面說(shuō)明對(duì)營(yíng)養(yǎng)的利用率越高，另一方面說(shuō)明排放出的氮磷越少。

豬糞堆（圖源：Adam Ward）

通過(guò)測(cè)定轉(zhuǎn)基因豬和非轉(zhuǎn)基因豬的消化率發(fā)現(xiàn)，植酸酶轉(zhuǎn)基因豬糞磷排放量比非轉(zhuǎn)基因豬顯著減少24.4％ ，飼料中磷的表觀(guān)消化率比非轉(zhuǎn)基因豬提高 46.2％；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些轉(zhuǎn)基因豬為當(dāng)之無(wú)愧的“環(huán)保豬”。

至于人們擔(dān)心的生物安全問(wèn)題，轉(zhuǎn)基因豬幾乎不存在基因逃逸或擴(kuò)散，并沒(méi)有對(duì)環(huán)境造成基因污染。所以這個(gè)也沒(méi)什么好擔(dān)心的。

那我們是不是很快就能在市場(chǎng)上見(jiàn)到轉(zhuǎn)基因豬呢？沒(méi)有想像那么快，其實(shí)轉(zhuǎn)基因豬早已是一個(gè)成熟的技術(shù)了，早在1988年，澳大利亞scammark教授將豬生長(zhǎng)激素基因注入豬的受精卵，獲得了“超級(jí)豬”；在我國(guó)，2008年首批轉(zhuǎn)基因保健豬就在武漢培育成功了。

從轉(zhuǎn)基因豬的誕生至今20年時(shí)間里，轉(zhuǎn)基因豬的研究經(jīng)歷了起步期、平臺(tái)期、發(fā)展期的歷程，進(jìn)展很快。

但法律法規(guī)的進(jìn)展沒(méi)有科學(xué)家預(yù)想的那么快。無(wú)論是在中國(guó)、歐洲還是美國(guó)，對(duì)于用最新的基因工程技術(shù)獲得的轉(zhuǎn)基因禽畜的管理并沒(méi)有變得更寬松。所以，雖然轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)物身上的應(yīng)用早已成熟，但轉(zhuǎn)基因豬的上市時(shí)間還是一個(gè)問(wèn)題。

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