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優質蛋白玉米的研究利用和發展前景

來源：作者：發布時間：2013-07-27 11:37

　　優質蛋白玉米又稱高賴氨酸玉米。是指賴氨酸含量較高即蛋白質優質的玉米品種。長期以來，人們的注意力主要集中在玉米產量的提高上，從而忽視了其品質。隨著科學技術的進步和國民經濟的發展以及人們對副食需求的不斷增加，人們對優質玉米的認識有了更深的了解。發展玉米生產不單單是要解決溫飽問題，更重要的是逐步向飼用、深加工等高效玉米產業化方向邁進。近年來，隨著普通玉米生產的相對飽和，優質玉米在其食用價值和飼用價值等方面表現得尤為突出，它的發展將快速刺激今后玉米加工業。飼料工業及畜牧飼養水平和產量的提高，必將為今后玉米產業的發展帶來新的革命，同時也將引起全社會的廣泛關注。

　　1國內外研究現狀

　　1.1國外研究狀況

　　早在1914年，Osborne等人就發現玉米種子蛋白質的氨基酸組成不完全，缺少賴氨酸和色氨酸，因而生物學價值利用不高。但是對如何通過遺傳育種途徑對玉米蛋白質質量進行改良，長期以來一直沒有找到有效的手段。直到l994年，Mertz等人通過大量的生化研究，首次發現隱性突變基因一一Opaque-2(簡稱O2)純合體的胚乳中，賴氨酸含量比普通玉米提高70%，全子粒賴氨酸含量高出l倍，色氨酸含量高l倍以上。隨后Nelson等又發現了具有同等作用的fl2基因。自此以后，以蛋白質品質改良為目標的玉米育種取得了顯著進展。在60－70年代，美國幾乎所有的種子公司都開展了高賴氨酸玉米育種。1969年推出了第一個高賴氨酸玉米雜交種U-24，其賴氨酸含量比普通玉米高l倍，蛋白質比普通玉米高50%。 999中國苗木網,m.cqhuayin.com

　　1974年種植面積己達1.3余萬公頃，占全美玉米種植面積的5%以上。

　　早期的高賴氨酸玉米由于O2和fl2基因引起的軟質胚乳缺陷，加之容易感粒腐病，產量相對偏低以及子粒水分含量偏高，易破碎，不透明，外觀品質不佳等問題，進一步推廣受到了限制。多數種子公司和研究機構也因此中斷了這個項目。后來在聯合國開發總署的資助下，墨西哥國際小麥改良中心(CIMMYT)從1972年起改用O2遺傳修飾基因累積的遺傳方法，將O2的粉質胚乳全部或部分地飾變成硬質透明胚乳，并得到一批子粒表現型與普通玉米相近的高賴氨酸玉米高代群體，在墨西哥、危地馬拉等國家開始了實驗推廣。

　　蘇聯于1976年在克拉斯諾達爾州推廣高賴氨酸玉米，其中“303φH’，單交種，不但營養價值高，產量也高于普通玉米雜交種，在高水肥條件下每公頃產量可達6－8t。此外羅馬尼亞、巴西、意大利等國也從60年代中期開始引進高賴氨酸玉米品種資源，育成了一些高賴氨酸玉米雜交種。1987年美國和拉丁美洲等12個國家聯合制定了拉丁美洲玉米改良計劃(LAMP)，1995年美國在LAMP基礎上又實施了美國玉米種質的擴增計劃(GEM)，先后投入數千萬美元，其目標之一就是發展優質蛋白玉米。

　　1.2國內研究狀況

　　我國高賴氨酸玉米的選育和研究起步于70年代，1972年高賴氨酸玉米種質資源引入我國。在李競雄先生的倡導和支持下，開展了我國的優質蛋白玉米研究工作。目前全國己有幾十個單位相繼開展了這項工作，與此同時，中國農科院、中國農大。中國科學院等院校和科研單位還對高賴氨酸玉米開展了專題研究。中國農科院、中國農大和中國科學院遺傳研究所等單位起步最早。經過我國育種家多年的努力，優質蛋白玉米育種取得了重大突破。已先后育成了一批高賴氨酸玉米雜交種，如中單206、農大102、中南l號、高玉l號、本高11、魯單203、中單9409等高賴氨酸玉米新品種。其產量略低于或相當于普妊玉米對照種。苗木網,999miaomu.com

　　現在推出的一些新品種已經超過對照種，尤其是己經改墓了軟質胚乳的缺點，胚乳質地達到了普通玉米水平，實現半花質或硬質，克服了與軟質胚乳相關的粒腐病等缺點。在抗病性抗逆性，適應性等方面都達到了較高水準。我國的優質蛋白」米育種已經達到世界先進水平。

　　2優質蛋白玉米利用途徑和方法

　　2.1具有較高的食用價值

　　高賴氨酸玉米營養價值高。由于導入了O2基因，改變了子粒胚乳中各類蛋白質的比例，醇溶性蛋白減少，非醇溶谷蛋白清蛋白和球蛋白的成分增加，其中僅谷蛋白中賴氨酸的含量京高達2.5%－5.0%。其子粒蛋白質中賴氨酸和色氨酸的含董比普通玉米高70%以上。而普通玉米子粒蛋白質主要是醇溶性蛋白，占總數的50%－60%。其中醇溶性蛋白中賴氨酸和色氨酸含量很低，分別是0.2%和0.1%。試驗表明，高賴氨酸玉米具有改善人體營養的作用，特別是學齡兒童，經常食用高束氨酸食品，既可增強智力又可增加身高，在日本已取得突出反效。哥倫比亞熱帶農業中心用高賴氨酸玉米與普通玉米進行目物試驗，結果表明，高賴氨酸玉米的消化率、生物價、凈蛋白不用率均比普通玉米高。消化率：高賴氨酸玉米為95%，而普妊玉米僅為66.0%－76.9%；生物價(即被吸收的蛋白質能構反體蛋白的數量)：高賴氨酸玉米為26.5%一80.0%，普通玉米僅為11.3%－16.1%。上述三項指標表明高賴氨酸玉米的嘻養價值比普通玉米高的多。苗木網,m.cqhuayin.com

　　有人曾對嚴重營養不良的兒童用賴氨酸玉米與普通玉洲進行對比實驗，結果表明，對3－5歲的兒童作營養實驗，在每公斤體重日消耗2gQ PM蛋白質時，其生物學價值相當于食月同等數量脫脂奶的蛋白質水平。成年人每天食用300gQPM京可以維持氮平衡，而食用普通玉米則需要600g才能實現氮習衡。由于QPM中含有大量的自由氨基酸，所以吃起來適口性也比普通玉米好得多。

　　2.2飼用價值高

　　玉米被稱為飼料之王，優質蛋白玉米可謂是王中之王。日于賴氨酸是人和單胃動物的必需氨基酸，不能在體內合成，了必須直接從食物中攝取。普通玉米的賴氨酸含量很少，作飼米必須配合其它谷物或加入賴氨酸添加劑。而優質蛋白玉米不仁是能量飼料又是蛋白飼料，可以替代賴氨酸添加劑，魚粉和廈粕，降低飼料成本。美國、日本等用肉雞實驗表明，在飼料中淚加適量的優質蛋白玉米后，將口糧中的粗蛋白投入降低兩個履分點仍然取得與對照相同的飼養效果，經濟效益顯著。

　　美國一組實驗表明，用一個日糧配方中蛋白質含量為10%的優質蛋白玉米喂仔豬，與用普通玉米相比差異十分顯著。優質蛋白玉米組平均日增重為254g，而普通玉米組為21g，兩者相差12倍。從飼料效率來看，優質蛋白玉米每增加1kg體重僅耗料4.43kg，節省飼料47%，與普通玉米加大豆粉的飼喂效果相當。苗木網,999miaomu.com

　　北京農業大學用體重18－19kg的北京黑豬實驗，喂農大101優質蛋白玉米的日增重與普通玉米加5%豆餅的效果相同。長春農業科學院用300頭豬實驗，基礎日糧含優質蛋白玉米組的日增重、肉料比、體重三個指標與豆餅組差異不顯著。含優質蛋白玉米的飼料組在蛋白質水平比常規組少1.63個百分點的情況下(常規組為14.57%)，可以獲得相似的結果。說明優質蛋白玉米可以節省蛋白質。優質蛋白玉米組的肉料比為3：70，對照組為3：97，每頭豬可節省飼料27kg。

　　沈陽農業大學試驗，在飼料中配用優質蛋白玉米，在蛋白質水平(11.53%)比對照的常用飼料(15.69%)下降4.06個百分點的情況下，效果相同。喂養每頭標準豬(90kg)可少用豆餅42kg，每頭豬降低飼料成本10.92元。用優質蛋白玉米喂豬，如果以單位面積產肉量計算，每公頃優質蛋白玉米比普通玉米多產豬肉432kg。

　　2.3加工品質優良

　　優質蛋白玉米經過深加工，粗糧細做，與小麥粉等混合，可以作為大眾化的日糧。用高賴氨酸玉米加工成的代乳粉和糕點，具有酥、脆、香、甜等特點，是兒童和老人很好的營養保健食品。用它加工成的蛋糕比面粉蛋糕具有體積大、松軟可口的優點，而且放置一段時間也不會像面粉蛋糕那樣變硬。優質蛋白玉米還可用來加工制作面包、掛面、點心、餅干等。成本低，適口性好。 999苗木網,999miaomu.com

　　3優質蛋白玉米的發展前景

　　種植優質蛋白玉米的目的是在于獲取一定玉米子粒產量的同時，獲取更多的優質蛋白。據統計資料結果表明，按照賴氨酸含量計算，每50kg優質蛋白玉米至少相當于85kg普通玉米的營養價值。國外研究表明：生產l00kg有效蛋白質，普通玉米需要種植2公頃，而優質蛋白玉米則只需種植1.2公頃即可，大大地提高了土地利用率。

　　大量試驗表明，優質蛋白玉米不僅在食用價值、飼用價值，而且在深加工等方面都有普通玉米不可比擬的優越性，隨著利學技術的進步和人們生活水平的不斷提高，相信優質蛋白玉米的發展將會有更加廣闊的市場。據推算，我國若將普通玉米l0%的面積種植優質蛋白玉米作飼料用，可直接獲得經濟效益20多億元。因此，在當前普通玉米生產相對飽和的情況下，大力推廣和發展優質蛋白玉米將會帶來更大的社會經濟效益。

（記者不詳）

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