由中国农业科学院生物技术研究所范云六院士领导的课题组，从我国国情和可持续性发展角度出发，通过长达7年的攻关，在利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶研究上取得突破性进展，开发了一项节能、环保、低成本生产植酸酶的高新技术：利用玉米种子生物反应器生产的第二代植酸酶产品。
植酸酶是性质优良的饲料添加剂，可以把玉米等饲料原料中大量存在的植酸磷分解成无机磷，提高单胃动物对饲料磷的利用率和动物的生产性能，降低动物粪便中磷的排泄量。欧盟各成员国、加拿大以及美国等发达工业国家为此从上世纪九十年代就制定了养殖业强制使用植酸酶的政策，东南亚日本、韩国近期也将出台法律，把它作为一种“绿色磷”用以取代传统的无机磷酸盐，在环境保护中发挥了巨大作用。
早在上世纪九十年代，国内外相继开发了第一代植酸酶产品，即
微生物发酵方式生产植酸酶。由于使用第一代植酸酶，我国养殖业每年少用磷酸氢钙80～120万吨，养殖业向环境排泄的磷可减少30%以上，氮可减少10%以上，以2004年为例，养殖业少向环境排放了近4.2万吨磷，折合25万吨磷酸氢钙。
通过微生物发酵方式生产植酸酶其能源消耗通常是生产成本的20%左右。近几年来我国经济持续增长，但是我国的单位GDP能耗却是发达国家的6-7倍。探索低成本、节能降耗方式生产植酸酶在我国有重要的意义。
考虑到玉米是重要的也是最佳的饲料加工原料，我国玉米总需求量的近80%用于饲料加工，在家禽和家畜饲料中的用量都在50%以上。范院士领导的课题组在第一代植酸酶产品的基础上，利用具有自主知识产权的植酸酶基因（ZL 97121731.9），于2000年开始了玉米种子生物反应器生产植酸酶的研究。
与发酵生产方式相比，该生产方式：成本低。发酵方式生产植酸酶需要厂房、发酵罐、产品后加工设备等专门的生产设备；生产过程需要耗费化工原料；而以农业方式生产，不需要专门的生产设备。玉米能利用阳光、水分等生产植酸酶，原材料的费用低；耗能少。发酵方式不仅生产过程需要消耗大量能量而且产品后加工也要耗费能量；后加工通常是将发酵液与载体按比例混合，利用热空气干燥；或者在压力的作用下将液体雾化，通过热空气将雾滴干燥形成小的颗粒或粉末。这些过程都需要耗能。通常发酵方式的能耗是其生产成本的20%左右。而以农业方式生产，生产过程无需耗能，不需要进行后加工，生产的是直接作为饲用的表达的植酸酶玉米种子，不必进行酶的提取和纯化，酶能在种子中长期稳定保存，种子易于长距离运输和普及推广，无需酶类产品特殊的保存条件及考虑产品的剂型，因此非常节能。
中国饲料工业标准要求：1公斤饲料中含0.5公斤玉米种子, 添加 500U 植酸酶添加剂。也就是说，要求1公斤的玉米种子中含1000单位的植酸酶。该项目表达植酸酶的玉米经过六代选育，得到了27个表达植酸酶并稳定
遗传的玉米纯合系，植酸酶活性均在1,000 单位/公斤以上，最高的达到120,000 单位/公斤。动物饲喂实验结果表明，以玉米为载体生产的植酸酶与发酵生产的植酸酶功能相当，可以显著提高动物的生产性能，显著降低动物排泄物中磷的含量。可完全替代微生物发酵生产的植酸酶,满足饲料工业标准要求。
为确保产品的生物安全性，该项目使用独特的技术，得到的27个玉米纯合系排除了质粒复制起始序列、抗生素选择标记等外源DNA序列。并且从中成功地选育到14个不含筛选标记Bar基因、仅保留植酸酶基因的纯系，达到了安全性最理想的要求。与该项目有关的专利有三项：ZL 97121731.9; ZL200510105543.0; ZL200610137652.5。
2007年5月21日，由中国农业科学院生物技术研究所完成的“利用玉米种子生物反应器生产高活性植酸酶”项目通过农业部的科技成果鉴定。由中国科学院院士李振声先生为主任和戴景瑞院士、方荣祥院士等国内著名的遗传育种、分子生物学和动物营养学专家组成的鉴定委员会一致认为：该项目详实的分子生物学、生物化学、生理学、细胞学等实验分析结果表明，以玉米为载体生产的高活性植酸酶具备替代目前微生物发酵生产植酸酶功效。其技术水平达到国际同类研究的领先水平，具有广阔的应用前景。
作者：
2007-6-5