关键技术:
通过构建海水养殖鱼类抗菌肽基因表达的工程菌株,按照功能基因类型,采用多基因表达或者融合基因表达的形式,构建简便、高效、适于产业化的体外高效表达载体,以获得融合或混合的生物源抗菌肽基因工程产品,然后再对生物源性抗菌肽基因工程产品的表达条件、制备工艺、稳定化处理等进行优化;并科学地应用于环境友好型饲料中,可减少或替代传统饲料中某些抗生素的用量,使畜禽、水产品中的抗生素残留量在国际标准以下,保障畜禽、水产品的出口畅通,有效地保障营养、保健与生态之间的良性平衡。
技术难点和创新点:
①海水养殖鱼类抗菌肽基因表达的工程菌株构建;
②具有抗菌活性的生物源抗菌肽高效表达及纯化技术体系的建立;
③通过生物源抗菌肽研发及在环境友好型饲料中应用,达到提高饲料利用率、增进养殖动物生产性能,提高养殖动物产品的安全水平,减少动物排泄物对生态环境的压力等多种效应。
(3)饲料原料生物预处理工艺优化与应用研究
关键技术:
①以需生物预处理的饲料原料为培养基,经复配后在其上接种多种有益微生物,采用液-固两相两阶段发酵工艺。**发酵采用Fed-Batch培养方式,对生物培养过程的pH值、温度、溶氧和补料等进行优化,以获得最大的菌体量;对固态发酵进行分阶段法培养,以玉米粉、麸皮、小麦和豆粕等谷物为培养基,研究pH值、温度、湿度和不同发酵阶段通气量对菌体生长和代谢的影响,以获得最大量发酵代谢产物等为指标进行优化,使微生物生长和代谢的本征活性充分表达,并建立宏观多步反应体系的模型,为工程放大提供依据;
②针对不同饲料原料和使用对象,优选适宜的酶制剂和酶解工艺,提高饲料原料的营养价值,降低饲料配方成本。
技术难点及创新点:
①原料经微生物发酵后形成了全新的混合体系,该体系由微生物活菌、代谢产物和培养基三部分组成,营养丰富,富含多糖、维生素、矿物质、消化酶、促生长因子和较齐全的氨基酸,具有良好的适口性和免疫促生长作用,集营养、保健为一体;
②原料酶解后,多种抗营养因子被破坏,大部分蛋白质降解为小分子的肽和氨基酸,降低了动物肠道消化负担,且提供了具有多种保健功能的小肽成分;
③该技术可广泛应用在猪、禽、反刍动物和渔用饲料上,具有提高动物生长速度和饲料利用率,增强机体免疫能力和抗应激能力,改善动物健康状况等作用,同时对优化饲料配方、降低饲料成本也有明显的促进作用。
关键技术:
针对生产实际和科研前期探索,拟在δ-氨基乙酰丙酸、琼胶寡糖的生物法制备,饲用复合益生菌制剂研制等方面展开科研攻关。已筛到可生物法产生δ-氨基乙酰丙酸、琼胶寡糖的野生菌种,可望通过诱变和基因克隆表达等多种手段的综合应用,在产量、规模上取得突破,为我省乃至我国饲料添加剂添加新成员。饲用益生菌制剂研究方面,已获得高活性菌株多个,将通过菌株的复配、制剂研究、饲料配制和加工工艺等方面的研究工作,研制高效实用的复合益生菌制剂。
技术难点及创新点:
①δ-氨基乙酰丙酸是亚铁血红素的前体物质,δ-氨基乙酰丙酸合成酶合成δ-氨基乙酰丙酸是亚铁血红素合成的限速步骤。在国际上,其在饲料中的添加应用刚刚起步于韩国某单个实验室的工作,处于国际前沿地位;国内未见相关报道。本专题的开展将填补国内空白,占领δ-氨基乙酰丙酸从生物制备到系统应用研究的国际学科前沿,为解决仔猪等动物的易发贫血问题提供饲料源的常态解决方案;
②福建是海藻生产大省,每年有富含琼胶的海藻下脚料超万吨,多数被遗弃。而琼胶作为天然多糖降解后可产生一定分子量和聚合度的琼胶寡糖,被证明具有良好的抗肿瘤、抗病毒、增强免疫等药理作用和生物活性。长期以来,琼胶未得到有效开发利用,其中一个重要的原因就是缺乏有效降解琼脂的途径。该研究筛选到了可分泌的琼胶酶水解琼胶制备琼胶寡糖的微生物,所产琼胶酶催化具有高效性和专一性,能选择性地切断糖苷键,反应条件温和,能耗低,而且可克服传统酸降解法一直都存在的条件难控制、产物不均一、产物分析和回收难等问题;
③通过基因工程等手段筛选出定殖力强、耐不良环境的优势微生态制剂菌种,研究针对特定动物特定阶段的专用型微生态制剂及其最佳的使用剂量、保存方法和保存时间,为动物的肠道健康提供有效帮助。
(5)营养免疫调控技术体系研究
关键技术:
①以广泛应用的益生菌、益生元、谷氨酰胺、精氨酸、苏氨酸、功能性卵黄蛋白饲料及生物源抗菌肽等单一成分或复配为材料,研究肠道菌群及营养物质对肠黏膜屏障功能的影响,探讨肠道黏膜免疫调控机理;
②N-乙酰谷氨酸(amate,NAG)是内源性精氨酸(Arg)合成途径中的必需辅助因子和限制因素之一,本方向将对NAG及N-氨甲酰谷氨酸等NAG类似物开展作用机理探讨和应用研究。
技术难点及创新点:
①益生菌、益生元、谷氨酰胺、精氨酸、苏氨酸、功能性卵黄蛋白饲料及生物源抗菌肽等复配的肠道免疫调节剂的调控机理研究,将对环境友好型饲料的科学配制提供理论支持;
(6)环境友好型综合配套技术在水产健康养殖中的应用研究与产业化示范
--环境友好型鳗鲡膨化配合饲料的研究与产业化示范
关键技术:
综合鳗鲡养殖学、鳗鲡营养学、饲料原料学以及饲料加工工艺学等学科的理论、方法和技术,合理筛选饲料原料、科学设计饲料配方、优化膨化加工工艺,研发出环境友好型鳗鲡系列膨化颗粒配合饲料,建立科学投喂体系,推进鳗鲡健康养殖。
技术难点和创新点:
①通过筛选强诱食性物质,采用外喷涂的先进工艺将其喷涂在饲料颗粒外表面,以解决诱食性物质被包裹在膨化颗粒内而造成的膨化颗粒配合饲料诱食性差的难题;
②最佳膨化颗粒饲料粒径的确定,由于鳗鲡体型与其他鱼类差异很大,口径也比其他鱼类小得多,因此选择合适的颗粒粒径是影响鳗鲡是否能够正常摄食的关键;
③解决饲喂膨化颗粒配合饲料导致鳗鲡体色变化的技术难题,从促进鳗鲡皮肤天然色素细胞内的色素迁移和聚集入手,筛选促进色素正常迁移和聚集的最佳添加物,以实现使用膨化颗粒配合饲料养殖的鳗鲡体色接近天然的效果;
④解决鳗鲡膨化颗粒配合饲料生产工艺关键技术,由于传统的膨化工艺只能生产普通的海水鱼饲料,而鳗鲡在营养需求上是高蛋白高脂肪,其可膨化性能差,因此,必需对其配方及生产工艺进行大胆的改进与创新,并采用内外加油相结合的加工技术,使喷油量可高达20%以上,解决传统工艺加油量仅能达到5%的难题;
⑤建立合理投喂体系,以投喂次数、投喂频率、投饵率,最终以饲料效率、蛋白质效率、消化吸收率、诱食性、鳗鲡的成活率、增重率、鱼体生化成分、体色等为指标来评价其饲用效果,以期突破诸多技术瓶颈,从配方设计、原料筛选、诱食剂、体色调节剂和加工工艺等角度有效地解决鳗鲡膨化配合饲料的诱食性和鳗鲡体色变化的问题,最终开发出高性价比的环境友好型鳗鲡系列膨化颗粒配合饲料。
--鱼虾混养模式研究及与之配套的环境友好型饲料开发关键技术:
通过鱼虾混养模式研究及与之配套的环境友好型饲料开发,以期突破不同混养模式下与之配套的环境友好型饲料的空白,解决混养品种的合理搭配;合理放养规格与密度的确定;放养时间的确定;环境友好型饲料的选择和投喂方案的确定;病害综合防控技术体系,建立“凡纳滨对虾-罗非鱼混养模式、凡纳滨对虾-草鱼混养模式、凡纳滨对虾-金鲳鱼混养模式”三种科学高效的混养模式,使之达到亩产凡纳滨对虾450千克以上,鱼产量250千克以上,比传统的鱼虾混养模式增产20%以上;凡纳滨对虾养殖过程的成活率大于70%。
①放养规格与密度的确定:在凡纳滨对虾-罗非鱼混养池中,总无机氮及其组分的绝对含量随凡纳滨对虾和罗非鱼的放养密度上升而急剧升高,如何确定两类养殖品种的放养规格与密度,维持总无机氮及氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐含量在合理范围内,还需要大量的基础研究来论证;