目前全球人口已突破50亿大关。据推测,2000年将达60多亿,下世纪中叶将超过100亿。地球上的可耕地面积,1982年统计是14.5亿公顷,预计到2000年这一数字不会有大变化。为了维持人口增长的需要,提高单位面积粮食产量、开发粮食增产技术已成为全球性的一大任务。
苏联重视利用微生物发展饲料
战后,许多国家的食品结构中肉类消耗量大大增加。要提高肉类生产则必须提高谷物生产。要得到1市斤猪肉,需消耗4市斤谷物;据估计,世界谷物总产量的1/3用作了家畜饲料。这种趋势今后还会增强,所以,谷物不足将成为严重问题。
要解决这个问题有三种方法:①提高杂交品种及耐寒谷物的产量;②开发微生物蛋白饲料来取代谷物;③开发代用肉来取代家畜肉。当前苏联正在积极推进上述三方面的研究工作,成果很多,尤其代用饲料开发最为突出。
玉米大多用作家畜饲料。为了弥补玉米蛋白质含量不足,一般混以大豆。但苏联气候不宜大量种植大豆,所以要利用酵母这种微生物代替大豆。酵母是单细胞生物,繁殖快,含大量蛋白质。酵母和玉米混合饲料是优质蛋白饲料。目前,苏联正在筹建年产超100万吨微生物蛋白质的连续生产系统。
用微生物不但能生产饲料蛋白,而且能提供人食用的蛋白质。据说莫斯科一家面包店出售添加微生物蛋白的面包。这种面包味道鲜美,营养也比普通面包好。此外,苏联在研究用微生物制造鱼子酱、肉类等方面,也取得了不少成绩。
美国培育遗传特性改变的动物
1987年,美国俄亥俄大学培育成功一种新品种瘦肉型猪。这种猪出肉率比一般猪高40%,脂肪少1/3。培育方法是:将牛生长激素基因移入猪受精卵中,使猪的遗传特性发生变化。
在家畜繁殖方面,美国广泛采用了受精卵移植法。把产奶量高或肉质好的牛的受精卵移植到其它母牛子宫内,就能大量繁殖优质牛仔。牛一般仅产一仔。威斯康星州科技人员把分裂成8个细胞的受精卵取出。
分成8个独立受精细胞,再植入牛子宫内,使牛一胎产8仔。
在提高家畜饲料产量方面,美国也持积极态度。玉米杂交提高了玉米产量。杂交技术还推广到小麦和蔬菜等。在这方面,开发竞争愈演愈烈。依阿华州大学正在研究怎样提高玉米、大豆的生长速度与产量,并研究如何使无固氮能力的作物具备固氮能力。
美国还在研究培育可被人直接食用的小麦等作物,也在培育具有较强抗病虫害能力和对除草剂、杀虫剂有抵御力的作物。一旦获得成功,就有可能进一步提高作物产量。
亚洲重视利用杂交技术提高产量
中国在杂交水稻方面取得了成功,成果斐然,这是有目共睹的,毋庸赘述。
新加坡在提高本国经济作物培育技术方面,注意吸引具有先进技术的国内外企业为此提供服务,新加坡与美国、日本企业合办的国际民营种植技术公司为改造茶园,培育了五亿棵无病毒红茶树苗。新加坡培育的凤梨、木瓜、葡萄等的无病毒苗木已销售到邻国。这一成果居世界领先地位。
菲律宾国际水稻研究所正在进行多项与水稻有关的研究,在杂交水稻等研究上也取得了良好成绩,菲律宾、印度尼西亚、泰国、印度、马来西亚等国家,在粮食生产上对学习高技术持积极态度,向日本派遣了不少研究进修人员。在日本国内,有些研究机关正在研究设立新的进修课程,开发粮食作物栽培方面的生物技术。
欧洲在加紧开发人工种子
人工种子是当前欧洲的一项重要研究课题。利用植物组织培养方法得到植物的愈伤组织,再包以发芽所需的营养物质,即可加工成人工种子。对于不易结种的植物,倘若用细胞融合方法培育的新品种、杂交品种等,人工种子技术大有用处。人工种子研究项目已列入尤里卡计划。
法国、瑞士、联邦德国三家实力雄厚的企业已在联合进行蔬菜人工种子的研究。南法兰西大学也开发成功多种植物的人工种子,不但在大学附属农场进行试种,还在非洲试验。
人工种子技术不但是不易结种的植物进行繁殖的有效手段,而且在人工种子的胶囊内可加入调节植物生长的物质,从而有可能促进植物生长,控制发芽期等,所以价值很高。利用人工种子技术还能使种子生产工厂化,省去繁殖种子的土地。
法国的农业很发达。许多企业注意在农业生产中推广生物技术。除了进行小麦品种改良和开发新型农药外,还在生产法国特产葡萄酒及白兰地过程中采用生物技术。有些著名的葡萄酒生产厂家,在生产过程中采用一系列新技术,其中包括葡萄植株无病毒化,葡萄品种改良,开发醇母固定的新发酵法及改良醇母品种等。
联邦德国的马克斯普兰克研究所应用细胞融合技术开发成功新品种植物“柿薯”,它是地上部分结西红柿,地下结马铃薯。
英国帝国化学工业公司以谷物开发为重点
该公司是世界首屈一指的综合性化工产品制造公司,除了生产基础化工产品、农用化工产品、药品等主要产品外,最近出现了从事种苗领域业务的意向,把玉米、大豆、小麦等谷物作为研究开发的重点。
推广作物杂交品种,提高其耐寒性和耐药性,并具备固氮能力,这些研究项目都属生物技术的研究目标。帝国化学工业公司在这方面的研究经费每年约1500万美元,该公司用传统方法改良品种每年投资达1100万美元。同种苗有关的研究开发费用总计达2600万美元,仅次于美国的生物杂交公司,居世界第二。
巨额投资带来了丰硕成果。由于主要作物研究的成果涉及企业秘密,至今尚未公布。但几种易于采用'遗传工程培育的深受消费者欢迎的西红柿新品种已上市。这一成果是通过弄清西红柿成熟过程(如由绿变红)的机制而取得的。新品种有成熟后仍呈绿色但味甘甜的软西红柿,有虽硬但味道可口的红西红柿。
该公司除了进行研究开发外,种苗销售额已跃居世界第六位,还相继兼并了几家美国、比利时、英国的种苗公司。年销售额近两亿英镑。
该公司不仅从事植物研究开发,还将研究活动扩展到家畜领域。在牛的饲料牧草中添加乳酸菌,使嫩牧草变成牛所喜好的高质量青贮饲料。现在,玉米、大豆等被广泛用作牛的饲料。但有专家认为,长此下去,牛的体形和胃等器官会发生变形,产乳率也会下降。为此,人们虽又把注意力集中到牧草这一传统饲料,但质量高的青贮饲料数量有限,价格也高,为此,求助于生物技术,促进青贮饲料生产。
瑞士巴塞尔 – 盖吉化学公司
植物即使流行病害时,也并不都受病原菌的侵害,总有一部分生存下来。分析这种生存下来的植物的遗传基因,可以看出其有排除病原菌的作用。将这种能排除病原菌的基因移植到其它植物中,就能培育出抗病性好的植物。利用这种方法也可以使要培养的植物具有耐除草剂等农药的性能。
苏云金杆菌这种微生物能在昆虫体内形成杀虫蛋白,所以害虫如果吃了带有苏云金杆菌的叶子就会死去。大量培养和撒用苏云金杆菌,以除害虫的试验成果已经能够用于实践。若把杀虫蛋白的遗传基因移植到植物上,也会使植物本身具备杀虫能力。
巴塞尔 - 盖吉公司作为瑞士的大化学公司,同美英等国公司合作,在利用遗传基因重组技术开发小麦等主要作物的耐病虫害性和耐除草剂性方面取得了成功。这家公司早在1974年就在美国一家大种苗公司属下开始从事种子业。研究对象是用作饲料的玉米、高粱,其目的在于通过杂交提高产量。公司还积极从事家畜感染症治疗药物以及发育加速剂的研究。
该公司以农药、种子、兽药为三大支柱,在这三方面运用生物技术。无论哪一方面有了成绩,说不定都会对改善世界粮食状况作出贡献!
[工业新闻(日),1988年3月3日]