生物技术（Biotechology）是指用活的生物体（或生物

生物技术（Biotechology）是指用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品，改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术。现代生物技术是在传统生物技术基础上发展起来的，以DNA重组技术的建立为标志，以现代生物学研究成果为基础，以基因或基因组为核心，生物技术产业以基因产业为核心，并辐射到各个生物科技领域；利用生物特定功能通过现代生物技术的设计方法和手段，改变动物体内生理生化反应和物质代谢过程，运用饲料加工处理新技术和研制新型饲料添加剂产品等，为人类生产出所需的各种物质，包括粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等各种产品。现代生物技术运用于畜牧业可以用来节省饲料，提高饲料利用率，提高环境质量，预防动物各种疾病，以达到动物生产的优质、高产和高效，同时还可生产出一大批新型的营养品、保健品和添加剂。1发酵工程技术发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机地结合起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。该技术可用于生产抗生素、维生素等常用药物和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等新药，用于微生物蛋白、氨基酸和一些食品添加剂（如柠檬酸、乳酸、天然色素等）的生产，用于生物固氮、微生物饲料的生产，可用微生物来净化有毒的高分子化合物，消除有毒气体和恶臭物质以及处理有机废水、废渣等等。利用发酵法或半合成法生产的维生素有维生素C、B2、B12、D以及β-胡萝卜素等。目前，微生物发酵生产及遗传工程技术将合成特定氨基酸的基因克隆进入微生物细胞质粒中，从而借助某些微生物增殖生产等，生物技术已在用新菌种生产氨基酸过程中被应用，这些方法具有产量较高、生产周期短、成本低等优点。Komatsubar等人在生产苏氨酸的一些菌种以及在L-赖氨酸、L-苏氨酸的生产中已成功地使用了基因传导技术。随着理想氨基酸模型的深入研究，将具有生产不同氨基酸的菌种或其基因按理想营养模式进行组装，以期在体外或体内生产出满足动物需求的新一代理想天然产品??理想氨基酸复合制剂的研究开发，将会成为今后研制生产氨基酸的发展趋势。日粮中添加氨基酸可以平衡氨基酸的比例，可以提高饲料蛋白质的利用效率，减少氮排出造成的环境污染，维生素可以提高动物机体营养物质的吸收代谢，维持动物生命和正常生长，在动物饲料中添加高剂量的某些维生素，可以增进动物免疫应答能力，提高抗病毒、抗肿瘤和抗应激能力，提高畜产品品质。2动物生物技术基因工程技术为胚胎工程技术的发展提供了新的手段，可大大提高家畜良种的繁育和推广。将外源基因导入动物的基因组并获得表达，由此产生的动物称为转基因动物，如目前已有转基因鱼、鸡、牛、马、羊等各种动物成功的报道。1997年，美国首先采用大肠杆菌生产出了人类第一个基因工程药物--人生长激素、人心钠素、人干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等，我国也开发了乙肝疫苗、白细胞介素－2、表皮生长因子和人胸腺素等基因工程药物。利用DNA重组技术在微生物中表达外源蛋白技术虽已成熟，但该系统不能进行真核蛋白的加工，可以利用转基因动物生产人类所需要的药用蛋白。据报道，给奶牛注射DNA重组牛生长激素，产奶量提高15～30%；给猪注射DNA重组猪生长激素，生长速度提高10～30%，饲料转化率提高5～15%，胴体瘦肉率提高10～30%。利用生物技术还可生产人畜使用的疫苗（如乙肝疫苗）的生产。这种疫苗不用灭活的病毒作接种，基因工程使我们应用微生物细胞，大量生产具有抗原性的病毒，将决定抗原性的遗传信息插入到适当的微生物细胞，然后这种微生物细胞就可以生产免疫反应所需的抗原性物质。现在许多不同的蛋白质可用DNA重组技术在细胞、酵母和组织培养下经大规模的表达而进行生产。目前用牛α-S1酪蛋白基因指导异源基因表达的蛋白质有人尿激酶、人乳铁蛋白（hLf）、牛凝乳酶原、人类胰岛素促生长因子－1（IGF－1）、可用动物反应生产药物蛋白质如人血红蛋白、α，1－1胰蛋白酶抑制因子（AAT）、人抗凝血酶Ⅲ、人囊性纤维跨膜电导调节因子（CFTR）、人乳铁蛋白和人C蛋白等。GenpharmInternationd用酪蛋白启动子和人乳铁蛋白（hLf）cDNA构建了转移基因，1990年得到世界上第一头未表达的转基因公牛Herman，转基因公牛Herman与非转基因母牛交配，产生了转基因后代。在1995年底和1996年，这些母牛开始泌乳，乳中含有人乳铁蛋白，后来又培育出促红细胞生成素的转基因牛。乳铁蛋白能促进幼畜对铁的吸收，提高免疫力，红细胞生成素能促进红细胞生产，对肿瘤化疗等细胞减少症有积极疗效。美国DNX生物技术公司用猪β－珠蛋白启动子与人血红蛋白基因融合后得到转基因猪，在猪血液中表达产生人血红蛋白，它不含AIDS和肝炎病毒，可用来给病人输血。英国pharmaceuticalpritein公司用羊β－乳球蛋白启动子与人α，1－1抗胰蛋白酶基因融合，得到绵羊奶中表达的一种糖蛋白（ATT），ATT可用于治疗人的组织纤维化和肺气肿。Ward等研究了绵羊瘤胃上皮对丝氨酸乙酰转移酶和O－乙酰丝氨酸硫化氢酶的转基因表达，得到的转基因羊胃上皮细胞能利用胃中的硫化氢合成半胱氨酸。3单细胞蛋白（SCP）的生产SCP是指利用各种基质大规模培养细菌、酵母菌、霉菌、微藻、光合细菌等而获得的微生物蛋白，是现代饲料工业和食品工业中重要的蛋白来源。SCP营养丰富，蛋白质含量高，可达80%，所含氨基酸组分齐全平衡，且有多种维生素，消化利用率高（一般高于80%），其最大特点是原料来源广，微生物繁殖快，成本低，效益高。细胞和酵母利用甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃生产单生产SCP；利用废物中的许多物质转化为SCP，如稻秸、蔗渣、柠檬酸废料、果核、糖浆、动物粪便和污物等；以淀粉副产物的混合物为原料,通过固态发酵法生产单细胞蛋白，原料配比对酵母菌的生长有影响。固态发酵的最佳工艺条件为:温度30℃,水分60%,接种量15%，混合物的粗蛋白含量提高了8%～10%。利用藻类（如小球藻、蓝藻）生产SCP。生产SCP的微生物有酵母、非病原性细胞，放线菌和真菌及藻类等，其中饲用酵母和藻类蛋白发展最快。生产SCP的主要原料有造纸工业的纸浆废液、制糖业的糖蜜及废弃物、酿酒业的糟类及废弃物等，利用各种植物秸秆、壳类、糖渣类、木屑等农村废弃物中的纤维素生产SCP，SCP饲料其菌体蛋白含量可达40%～80%，若加入限制性氨基酸蛋氨酸后可达90%以上。且各种氨基酸、维生素含量丰富。每千克SCP可使母牛产奶量增加6～7?，用含10%SCP的饲料喂蛋鸡，产蛋量增高21%～35%，1吨SCP可节约饲粮5～7吨。上海酵母厂通过特异生物技术培育成能富积微量元素的微生物。如硒酵母、锌酵母等，螺旋藻作为藻蛋白生产已大面积培养推广，蛋白质含量达62%～79%，富含胡萝卜素、藻兰蛋白、藻酸钠及类胰岛素等活性物质。4新型饲料添加剂的生产4.1新型甜味剂目前用作饲料添加剂的低聚糖主要有异麦芽低聚糖、半乳聚糖、甘露寡糖、低聚葡萄糖、半乳蔗糖、大豆低聚糖、低聚果糖。与益生素相对应的产品称为促生素（prebiotics），它是为消化道已有的有益细菌直接提供可发酵底物，促进有益微生物的大量增殖、调节消化道微生物生态平衡。这类产品分两类：一类是以促进有益细菌生长的低聚果糖，另一类是促进免疫反应的低聚甘露糖。卵黄抗体通过免疫反应阻止病原性大肠杆菌在小肠粘膜上的粘着，从而预防和治疗仔猪的下痢。已商品化应用的二肽甜味剂有阿斯巴甜（aspartame）和阿力甜(alitame)。阿斯巴甜通过生物技术合成，它是一种二肽，其甜度为蔗糖的180～200倍，阿力甜的甜度是蔗糖的2000倍。最甜的是在阿斯巴甜基础上合成的一种称为乐甜(neotame)的二肽甜味剂,其甜度可达蔗糖的11000倍。甜味剂能增进雏鸡的仔猪食欲，初生雏鸡饮用一定浓度的糖水可提高初生雏鸡的成活率，并可提高应激状态下鸡的采食量，改善适口性。4.2酶制剂酶制剂是从动、植物和微生物中提取制备的具有酶特性的高效生物活性物质，通常与少量载体混合而制成粉剂。应用生物技术生产的酶有：蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、乳糖酶、植酸酶、非淀粉多糖酶、果胶酶等。大多数酶来自真菌类，但最近的基因编码已将不同的酶如β－葡聚糖酶、木聚糖酶和植酸酶进行克隆。饲用酶制剂能够直接分解底物,供给机体营养物质；刺激内源性消化酶的分泌，水解植物细胞壁使细胞内营养物质释放出；破坏饲料中的可溶性非淀粉性多糖，降低肠道内容物的粘度,增加养分的消化吸收；参与动物内分泌调节，促进合成代谢。植酸酶是一种水解植酸的磷酸酶类，它能将植物磷降解为肌醇和无机磷酸，饲料中添加植酸酶，可使饲料中磷的利用率提高60%，粪便中磷的排出量减少40%，有利于单胃动物对矿物质和氨基酸的吸收利用。β-萄聚糖酶、戊聚糖酶添加于以大麦、小麦、黑麦、燕麦和次粉为主的饲粮中，能分解饲粮中的抗营养因子萄聚糖和戊聚糖，提高养分消化利用，改善了非淀粉多糖的消化率，降低了肉仔鸡和仔猪肠道内的粘性。研究表明，木聚糖酶、蛋白酶和淀粉酶的混合物可改善低粘性谷物如玉米、高粱的消化。粗饲料在结构上主要是由植物细胞壁组成，细胞壁的基本成分是纤维素、半纤维素和木质素，纤维素及半纤维素可以通过瘤微生物的作用被反刍动物的消化利用。影响纤维营养价值的因素主要有2点：消化道的纤维消化程度(消化率)和瘤胃纤维消化率。通过增加微生物对木质素的水解和饲喂前对饲料进行预处理或经育种改变细胞壁结构能提高纤维消化率。纤维素是由葡萄糖β-1.4键结合成的长链高分子化合物，其中的木糖较其它组分难降解。处理秸秆所选用酶制剂有纤维素、半纤维素分解酶、果胶酶，甚至还有淀粉酶、蛋白酶、糖化酶等酶，能把饲料中大分子的纤维素、半纤维素等分解成易消化吸收的小分子物质，从而提高饲料利用率，改善饲料品质。纤维素分解酶能把废弃的高纤维素类物质分解为易被家畜消化吸收的低分子化合物和葡萄糖。饲用酶制剂可提高家禽对营养物质的消化吸收、改善断奶仔猪的增重，提高奶牛产奶量，帮助幼年反刍动物消化吸收营养物质，促进生长。对梅花鹿，在日粮中添加酶制剂，可提高鹿茸产量，增加鹿茸中有效成分含量。王安等人在饲粮中添加纤维素复合酶，可使瘤胃中玉米秸秆的干物质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、纤维素、半纤维素的消失率分别提高为：15.18%、14.27%、7.08%、11.26%、7.04%和28.58%。尹长安等用纤维素酶对玉米秸秆的全株及叶茎进行分解研究发现，葡萄糖含量明显增高，对秸秆、粗纤维素分解效果显著，用于饲养奶牛产奶量提高、饲料利用率提高。4.3小肽肽作为动物消化道蛋白质的主要酶解产物，是迅速吸收的氨基酸供体，其在小肠粘膜的吸收速度要高于相应氨基酸的吸收速度。同时释放的许多肽具有活性作用，参与机体的生命活动，起着调节动物体消化系统、神经系统、内分泌、免疫机能的生物活性作用。抗菌肽不仅存在于昆虫体内，从细菌到哺乳动物普遍存在这一类防御性多肽，因而被称为“第二防御体系”或“第二免疫系统”。抗菌肽不仅对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有效，其对大肠杆菌、金黄葡萄球菌、白色念珠菌、绿脓杆菌等100多种致病菌和非致病菌都有明显的杀伤作用，尤其对耐药菌株有显著效果，抗菌肽还可以对真菌、原虫和病毒的增殖有一定的抑制作用。具有免疫活性的内源性肽包括干扰素和白细胞介素，二者都可以激活和调节免疫应答的中心。5利用生物技术降解秸秆木质素木质素与纤维素间的形成的坚固酯键，阻碍了瘤胃微生物以纤维素的降解。英国ASTON大学研究人员从秸秆堆中分离出一种白腐真菌，只降解木质素、不降低纤维素，用白腐真菌发酵切碎的麦秸，5～6周后，蛋白质含量不仅得到提高，而且秸秆的体外消失率从19.63%提高到41.13%。在适宜条件下，白腐真菌的菌丝首先用其分泌的超纤维氧化酶溶解表面的蜡质，然后菌丝进入秸秆内部并产生纤维素酶、半纤维素酶、内切聚糖酶、外切聚糖酶进行降解木质素和纤维素，使其成为含有酶的糖类，从而使秸秆饲料变得香甜可口，易于消化吸收。6益生素的利用益生素又称益菌剂，是将微生物菌体或其相应物质直接饲喂动物，参与动物胃肠道微生物群的生态平衡