甘薯是繼水稻,、小麥,、玉米之后的我國第四大糧食作物,，我國目前每年的種植面積在750萬公頃左右,，占世界種植面積的62%,，總產(chǎn)量占世界的84%。
甘薯的能量產(chǎn)量高,，單位面積能源產(chǎn)出幾乎相當(dāng)于玉米的三倍,；它的出酒率也很高，轉(zhuǎn)化效率約為10%,，即10噸鮮薯或2.8噸薯干就可生產(chǎn)1噸酒精,，而且生產(chǎn)成本也是目前糧食酒精中最低廉的?？偟膩碚f,，加工增值效益高使甘薯成為發(fā)展生物質(zhì)能源的首要選擇,。
甘薯的能量產(chǎn)量高，單位面積能源產(chǎn)出幾乎相當(dāng)于玉米的三倍
沒有了石油,，我們或許還可以求助于能源作物,；可是，如何才能發(fā)揮能源作物的優(yōu)勢,在有限的,、難以利用的土地上培養(yǎng)能源作物,，一直是科學(xué)家致力攻克的難題。轉(zhuǎn)基因甘薯,，就正是為這個問題“量身定做”的植物,。日前，我國開展的淀粉改良的轉(zhuǎn)基因甘薯培育成功并順利收獲,。
為什么要選擇甘薯進行轉(zhuǎn)基因研究,？這項研究又會得到哪些方面的運用？記者分別采訪了這項研究的主持者,、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所研究員張鵬,，以及負責(zé)田間試驗的山東泰安農(nóng)業(yè)科學(xué)院的高級農(nóng)藝師劉桂玲。
為什么研究甘薯
甘薯,，又名番薯,、山芋、紅薯,、白薯,、地瓜等，是繼水稻,、小麥,、玉米之后的我國第四大糧食作物，我國目前每年的種植面積在750萬公頃左右,，占世界種植面積的62%,，總產(chǎn)量占世界的84%。
“之所以選擇甘薯進行研究,，是為了在提供能源作物的同時,，還要確保我們國家的糧食安全。擴大甘薯種植面積,，可以利用沙地、灘涂,、鹽堿地等‘邊際土地’,，做到不和主要糧食作物爭地。”張鵬解釋說,，“另外,，甘薯是匍匐生長的,，受臺風(fēng)影響小，可以免去抗倒伏的研究,；而它的田間種植是通過無性繁殖進行,，不會因大量傳粉引起基因漂移，哪怕進行轉(zhuǎn)基因試驗,，對環(huán)境的影響也比較小,。”
劉桂玲介紹說：“甘薯適應(yīng)性強，產(chǎn)量高,，采用集約化種植,，效益明顯高于小麥、玉米,；此外,，甘薯的能量產(chǎn)量高，單位面積能源產(chǎn)出幾乎相當(dāng)于玉米的三倍,；它的出酒率也很高,，轉(zhuǎn)化效率約為10%，即10噸鮮薯或2.8噸薯干就可生產(chǎn)1噸酒精,，而且生產(chǎn)成本也是目前糧食酒精中最低廉的,。總的來說,，加工增值效益高使甘薯成為發(fā)展生物質(zhì)能源的首要選擇,。”
為什么選擇泰安
山東省的甘薯種植面積為每年50萬公頃，而且單產(chǎn)在全國最高,，達到28125公斤/公頃,。
“泰安位于魯中山區(qū)，歷史上基本是靠天吃飯,，因此,，能夠在丘陵、山區(qū)生長,，同時耐寒,、耐瘠薄、抗逆性強的甘薯,，很受當(dāng)?shù)乩习傩諝g迎,。而且泰安晝夜溫差大，甘薯中的干物質(zhì)也比較容易積累,。”劉桂玲說,。
更為重要的是，泰安農(nóng)民種植甘薯的積極性高,，生產(chǎn)技術(shù)先進,，甘薯生產(chǎn)的組織過程是典型的產(chǎn)業(yè)化組織模式,，生產(chǎn)過程基本上實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、市場化，可以滿足能源生產(chǎn)對高淀粉甘薯原料作物的需求,。“泰安甘薯生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,，有利于帶動整個山東省和黃淮地區(qū)甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”劉桂玲補充道,。
張鵬則告訴記者：“我看中的,，是泰安農(nóng)業(yè)科學(xué)院長期以來形成的甘薯栽培和育種研究的基礎(chǔ)。他們參與選育出的‘徐薯18’,，在全國推廣面積最大,，曾獲得國家發(fā)明一等獎，選育的‘魯薯8號’,、‘泰中9號’等品種也廣受好評,。”
為什么要改變淀粉含量
甘薯的淀粉組成是影響其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重要因素。常規(guī)甘薯淀粉直鏈淀粉含量在20%至30%之間,。以淀粉為原料的生物基產(chǎn)品的加工需要原材料品質(zhì)多樣化,。然而，甘薯為無性繁殖的作物,，通過傳統(tǒng)雜交育種培育新品種,、改變淀粉品質(zhì)非常困難，耗時長,，需要大量人力物力,，難以滿足淀粉加工業(yè)的急切需求。
利用基因工程改良甘薯農(nóng)藝性狀,，可加快甘薯新品種種質(zhì)創(chuàng)新,。此次培育出的轉(zhuǎn)基因甘薯，直鏈淀粉含量可擴展到0%—70%之間,，有效地滿足以淀粉為原料的生物基產(chǎn)品加工需要原材料品質(zhì)多樣化的要求,。
張鵬舉例說：“普通的甘薯淀粉，一般用于食品加工,，或制成食品添加劑,；通過化學(xué)方法得到的‘變性淀粉’，廣泛地運用于醫(yī)藥,、紡織,、造紙、食品加工等行業(yè),。制造這些變性淀粉,，就要求甘薯的淀粉組成多元化，進一步拓寬它們的應(yīng)用范圍,；而且有利于提高甘薯生產(chǎn)燃料乙醇的轉(zhuǎn)化效率,。”
