麥康森

（中國海洋大學(xué)教育部海水養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266100）

從營養(yǎng)的定性與定量需要這個(gè)角度看，水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)研究始于美國20 世紀(jì)30 年代，50 年代水產(chǎn)飼料在美國進(jìn)入了商業(yè)化生產(chǎn)階段，日本和歐洲即緊隨其后。而我國的水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究與水產(chǎn)飼料工業(yè)起步較晚，我將其發(fā)展歷程劃分為四個(gè)時(shí)期，即萌芽期、起步期、快速發(fā)展期與提高與跨越期。1958年我國政府提出“養(yǎng)捕并舉”的水產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，在世界上首先把水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)與捕撈業(yè)置于同樣重要地位。人們意識(shí)到，規(guī)?；乃a(chǎn)養(yǎng)殖需要投喂飼料。但是，這個(gè)階段我們既沒有水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)知識(shí)，更無飼料工業(yè)的支撐。只是把一些農(nóng)副產(chǎn)品的低值原料直接投喂給養(yǎng)殖魚類，而且并不普遍。這個(gè)時(shí)期可以稱作我國水產(chǎn)營養(yǎng)學(xué)與水產(chǎn)飼料的“萌芽期”，至改革開放前基本屬于第一階段。20 世紀(jì)70 年代末，我國改革開放，百廢待舉，也使我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)像其他各行各業(yè)一樣進(jìn)入了快速發(fā)展階段。天然餌料、低值原料再也不足以支撐產(chǎn)業(yè)的快速持續(xù)發(fā)展。正是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求催生了我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)研究與飼料工業(yè)的起步。在1980 年左右，科學(xué)工作者們逐步開始研究水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的營養(yǎng)需要，利用有限的營養(yǎng)需要參數(shù)設(shè)計(jì)飼料配方，迅速從人工自配料進(jìn)入到人工配合飼料的商品化生產(chǎn)。這個(gè)時(shí)期可以稱為我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究與水產(chǎn)飼料工業(yè)的“起步期”。“快速發(fā)展期”是1990 年以后，這個(gè)時(shí)期隨著集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)飼料質(zhì)與量的需求都迅速提高，促使科學(xué)工作者規(guī)范研究方法，選擇代表種，提高研究效率。同時(shí)，我國的飼料添加劑工業(yè)與飼料加工機(jī)械工業(yè)也快速發(fā)展，在短短的10 年內(nèi)，我國便形成了較為完善的水產(chǎn)飼料工業(yè)體系。進(jìn)入21 世紀(jì)，我國的水產(chǎn)營養(yǎng)研究與水產(chǎn)飼料工業(yè)進(jìn)入“提高與跨越期”?？茖W(xué)工作者、企業(yè)家關(guān)注的不僅是飼料的質(zhì)與量問題，同樣關(guān)注動(dòng)物健康、食品安全、環(huán)境安全與可持續(xù)發(fā)展的問題。2010 年以后，我國科學(xué)家在水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)代謝調(diào)控、養(yǎng)殖產(chǎn)品品質(zhì)形成機(jī)理、精準(zhǔn)營養(yǎng)配方等方面又取得了長足的進(jìn)步。

如果單從飼料系數(shù)劃分，也可以把我國水產(chǎn)營養(yǎng)學(xué)與飼料工業(yè)的發(fā)展分為四個(gè)階段，其中“萌芽期”的飼料系數(shù)為4.0～10.0，“起步期”為3.0～4.0，“快速發(fā)展期”為2.0～3.0，進(jìn)入21世紀(jì)的“提高與跨越期”飼料系數(shù)可達(dá)到0.9～1.5，這一時(shí)期真正實(shí)現(xiàn)了與國際并跑，而且在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了領(lǐng)跑。雖然我國的水產(chǎn)營養(yǎng)研究比發(fā)達(dá)國家起步晚了近半個(gè)世紀(jì)，但是經(jīng)過約40年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了飼料產(chǎn)量從無到有，從小到大，到雄踞世界第一的波瀾壯闊發(fā)展歷程。從1991年我國第一次有了水產(chǎn)飼料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)——75 萬噸，發(fā)展到2018 年的2 200 多萬噸，27 年產(chǎn)量增加了30 倍，超過世界約4 000 萬噸總產(chǎn)量的50%。同期，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量從改革開放前的200 萬噸，到2018 年的5 000 萬噸，占世界總產(chǎn)量的2/3。顯示了中國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量與水產(chǎn)飼料產(chǎn)量具有顯著的對(duì)數(shù)相關(guān)關(guān)系。從而證明：沒有現(xiàn)代的飼料工業(yè)，就不可能有現(xiàn)代的養(yǎng)殖業(yè)。

現(xiàn)在我們有必要回顧一下，在過去的40 年里我們已經(jīng)打下哪些基礎(chǔ)，做出了哪些創(chuàng)新貢獻(xiàn)？展望未來，我們的努力方向在哪里？

1 我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)研究與水產(chǎn)飼料工業(yè)的主要進(jìn)展

1.1 建立基本營養(yǎng)需求的數(shù)據(jù)庫

研究水產(chǎn)動(dòng)物的定量營養(yǎng)需求要比研究陸生養(yǎng)殖動(dòng)物復(fù)雜得多。因?yàn)樵谒h(huán)境中，不可避免存在營養(yǎng)成分的溶失問題，所以這就為定量研究帶來了困難。我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究不僅起步晚，而且與發(fā)達(dá)國家相比，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖具有養(yǎng)殖種類、地理分布與養(yǎng)殖模式的高度多樣性與復(fù)雜性。西方發(fā)達(dá)國家數(shù)十年來就是研究、養(yǎng)殖為數(shù)不多的幾種肉食性魚類。而在我國，可謂“人能吃的無所不養(yǎng)”，從腔腸動(dòng)物門到爬行動(dòng)物門，橫跨十大動(dòng)物門，有產(chǎn)量規(guī)模的就超過100 多種。其食性、消化道形態(tài)各不相同。有濾食性的、草食性的、雜食性的，也有肉食性的。它們的營養(yǎng)生理、營養(yǎng)需求會(huì)存在顯著差異。而且我國養(yǎng)殖地域遼闊，養(yǎng)殖模式眾多：池塘養(yǎng)殖、水庫、湖泊大水面養(yǎng)殖、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖等等，不一而足。因此，要像西方發(fā)達(dá)國家一樣，要在短期內(nèi)為每一種養(yǎng)殖對(duì)象分別建立營養(yǎng)需要數(shù)據(jù)庫，為其配合飼料的配方設(shè)計(jì)提供科學(xué)參數(shù)，滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，是根本辦不到的。況且，處于起步期的我國水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物營養(yǎng)研究缺乏人才隊(duì)伍、投入也嚴(yán)重不足。20 世紀(jì)80 年代，我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究基本處于研究方法不規(guī)范、內(nèi)容不系統(tǒng)，以及低水平重復(fù)的狀態(tài)。獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性、可比性和可重復(fù)性都比較差，根本無法滿足我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的需要。

因此，當(dāng)時(shí)的首要工作就是建立一套符合我國國情的發(fā)展戰(zhàn)略：規(guī)范統(tǒng)一研究方法、選擇代表種、系統(tǒng)研究、成果輻射。簡而言之，通過聯(lián)合申請(qǐng)國家研究項(xiàng)目，課題組成員商定統(tǒng)一的科學(xué)研究方法，包括基礎(chǔ)配方構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)處理與重復(fù)數(shù)、養(yǎng)殖周期、觀測指標(biāo)、化學(xué)分析與統(tǒng)計(jì)分析方法等等；考慮養(yǎng)殖種類的中國特色、產(chǎn)量規(guī)模、分類地位、食性特點(diǎn)和養(yǎng)殖模式等因素，選擇有限的代表種類；對(duì)代表種進(jìn)行系統(tǒng)的營養(yǎng)生理和營養(yǎng)需要參數(shù)研究，構(gòu)建代表種較完整的營養(yǎng)需要數(shù)據(jù)庫；然后將代表種的研究成果輻射到其所代表的其他養(yǎng)殖種類，從而推動(dòng)整個(gè)養(yǎng)殖業(yè)共同進(jìn)步。

從“九五”開始，我們選擇了10 個(gè)代表種：草魚、鯽魚、羅非魚、中華絨毛蟹、石斑魚、大黃魚、花鱸、軍曹魚、對(duì)蝦和皺紋盤鮑。覆蓋了魚類、甲殼類、貝類三大類水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物。既考慮的水環(huán)境特性：淡水、半咸水、海水種類，也考慮了養(yǎng)殖動(dòng)物的食性：肉食性、草食性與雜食性種類。

此后，我國大專院校、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)等相關(guān)單位分工合作，共同實(shí)施了水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究和飼料工業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。構(gòu)建了中國水產(chǎn)營養(yǎng)與飼料的公共研發(fā)平臺(tái)，規(guī)范了研究方法。通過系統(tǒng)的比較研究，迅速高效地建立了營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫。主要包括養(yǎng)殖動(dòng)物代表種的營養(yǎng)定量需要、飼料原料生物利用率、實(shí)用飼料配方基本架構(gòu)、飼料工藝參數(shù)、加工流程與技術(shù)、品控指標(biāo)與品控方法、安全控制技術(shù)體系等。這些數(shù)據(jù)和技術(shù)的積累，為我國解決水產(chǎn)營養(yǎng)研究的復(fù)雜性提供了可能，為10 個(gè)代表種及其所代表的其他養(yǎng)殖種類的飼料研發(fā)提供了極有參考價(jià)值的營養(yǎng)需要參數(shù)、規(guī)范的共性技術(shù)與方法支撐，為水產(chǎn)飼料商業(yè)化開發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)監(jiān)管法律法規(guī)的制定提供了科學(xué)依據(jù)，保證了行業(yè)的健康發(fā)展。

1.2 帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的研究與發(fā)展

伴隨著我國水產(chǎn)飼料產(chǎn)量的不斷增加，飼料添加劑工業(yè)和水產(chǎn)飼料加工機(jī)械裝備行業(yè)也得到了快速發(fā)展，使我國在短短的十多年時(shí)間里，就建成了較為完善的水產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)體系。20世紀(jì)80年代以前我國飼料添加劑工業(yè)基本是空白，不僅僅是各種添加劑單項(xiàng)，就連預(yù)混料都要依賴進(jìn)口，但是，經(jīng)過十多年的努力，我國就成為主要的飼料添加劑原料，如維生素、無機(jī)鹽、飼料酶等的生產(chǎn)大國，不僅滿足本國的需求，而且實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大量出口。飼料機(jī)械設(shè)備最早同樣也依賴進(jìn)口。而且當(dāng)時(shí)世界上，也沒有多少適合我國水產(chǎn)養(yǎng)殖使用的成套飼料設(shè)備，甚至是進(jìn)口一些畜禽飼料設(shè)備然后進(jìn)行改裝使用。就是這樣通過不斷的引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，使得我國飼料機(jī)械制造業(yè)得到了長足的發(fā)展，不僅保障了我國在世界上最大的飼料產(chǎn)能，同樣實(shí)現(xiàn)了飼料機(jī)械成套設(shè)備的出口。

1.3 水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)代謝研究取得新突破

近十多年來，我國不僅對(duì)更多的養(yǎng)殖代表種進(jìn)行更系統(tǒng)的營養(yǎng)研究與飼料開發(fā)，而且近年來在國家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目等支持下，利用組學(xué)、基因操作等新的現(xiàn)代分子技術(shù)，在闡明魚類食物選擇機(jī)制、營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝等關(guān)鍵過程和調(diào)控的關(guān)鍵靶點(diǎn)等方面取得了一系列的新成果，為實(shí)現(xiàn)魚粉替代、精準(zhǔn)營養(yǎng)和提高飼料效率等目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。近年來水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究的新突破與新發(fā)現(xiàn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

①發(fā)現(xiàn)了控制魚類食性選擇的基因。前面提到，我國養(yǎng)殖魚類既有草食性的，也有肉食性的，更有雜食性的。決定魚類對(duì)食物選擇的主要因素是什么？回答這個(gè)科學(xué)問題將對(duì)我們降低水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)海洋資源的依賴（魚粉、魚油的替代問題）、拓寬水產(chǎn)飼料的原料來源和養(yǎng)殖新品種培育等方面都具有重要的科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義。研究揭示魚類的食性選擇主要與其味覺受體基因的表達(dá)有關(guān)。因此，養(yǎng)殖魚類的食性選擇既可以通過傳統(tǒng)的外因干預(yù)方法來調(diào)控，如去除或鈍化飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子、添加誘食物質(zhì)，以提高魚類（尤其是肉食性魚類）對(duì)低魚粉、高植物原料的飼料的攝食量；也可以通過內(nèi)因干預(yù)方法來調(diào)控，如對(duì)味覺受體基因進(jìn)行基因編輯、敲除、敲降，以及其他遺傳育種手段，有可能把原本的肉食性魚類培育成為草食性魚類。這一點(diǎn)已經(jīng)在敲除鮮味受體基因的斑馬魚中得到驗(yàn)證。

②闡明了魚類脂肪代謝的調(diào)控途徑和關(guān)鍵的調(diào)控位點(diǎn)。眾所周知，人工養(yǎng)殖條件下魚的食物充沛，生長快速，因而容易出現(xiàn)脂肪肝及相關(guān)代謝疾病。如養(yǎng)殖大黃魚肝內(nèi)的脂肪能達(dá)到70%以上。研究表明，魚類脂肪供能代謝關(guān)鍵調(diào)控元件是PPARs，且PPARγ跟PPARα 作為對(duì)立的兩個(gè)因子存在，通過調(diào)節(jié)PPARα和PPARγ的表達(dá)可以控制魚類的脂肪利用，這為解決養(yǎng)殖過程魚脂肪能源的利用、避免過分積累而導(dǎo)致肝臟病變提供了新思路。

③發(fā)現(xiàn)了維生素D的新功能。原來人們認(rèn)識(shí)維生素D 的主要功能是與鈣、磷代謝有關(guān)。然而，近期研究發(fā)現(xiàn)維生素D3活化形式是促進(jìn)魚類腹部脂肪氧化利用的重要因子。維生素D3這種功能不僅存在魚類中，同樣存在包括人類的其他動(dòng)物中。由于魚粉、魚油的短缺，在水產(chǎn)飼料配方中替代魚粉、魚油引起了廣泛研究興趣。而魚粉、魚油正是水產(chǎn)飼料中維生素D3的主要來源。這一研究發(fā)現(xiàn)告訴我們，在低魚粉、魚油配方中，必須適當(dāng)補(bǔ)充維生素D，以避免脂肪代謝異常引起系列健康問題。

④發(fā)現(xiàn)魚類感知體內(nèi)氨基酸濃度與氨基酸平衡的信號(hào)通路。研究發(fā)現(xiàn)TOR 是魚類感知氨基酸庫里氨基酸濃度的主要信號(hào)通路，而GCN2是感知氨基酸平衡的信號(hào)通路。因此，當(dāng)飼料的氨基酸組成、氨基酸的可消化吸收程度發(fā)生變化時(shí)，TOR 信號(hào)通路和GCN2信號(hào)通路能敏銳地感知這些變化，并使魚體的蛋白質(zhì)代謝做出相應(yīng)的調(diào)整。研究證實(shí)激活TOR信號(hào)通路可激活體內(nèi)蛋白質(zhì)合成，而激活GCN2可促進(jìn)蛋白質(zhì)分解。這一研究發(fā)現(xiàn)，為如何提高植物蛋白源為主的飼料的蛋白質(zhì)效率提供了科學(xué)的思路：激活TOR 信號(hào)通路，同時(shí)抑制GCN2 信號(hào)通路。這對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義，即可以通過尋找激活TOR 信號(hào)通路的因子，如磷脂酸和亮氨酸衍生物等，能夠促使在低氨基酸水平下同樣能提高蛋白質(zhì)的合成效率。同時(shí)，研究也發(fā)現(xiàn)許多營養(yǎng)拮抗因子都是通過抑制TOR 信號(hào)通路而抑制體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的。

⑤闡明魚類的糖代謝主要特征。水生動(dòng)物與陸生動(dòng)物在能量代謝方面存在顯著差異。陸生動(dòng)物主要利用糖作為能源，而水生生物利用糖作為能源的能力很差，主要是利用蛋白質(zhì)作為能源，脂類次之。水產(chǎn)動(dòng)物飼料中糖太高時(shí)會(huì)導(dǎo)致肝病變，在肉食性魚類問題尤為突出。然而，水產(chǎn)動(dòng)物飼料要求有較高的水中穩(wěn)定性，因此又不得不添加較多的淀粉。近期揭示高糖通過胰島素信號(hào)通路和AMPK 信號(hào)通路誘導(dǎo)糖、脂代謝障礙和膽汁淤積導(dǎo)致肝損傷。這些發(fā)現(xiàn)為提出改善魚類糖類利用調(diào)控策略提供了科學(xué)思路。

1.4 研發(fā)投入增加與活躍的學(xué)術(shù)交流推動(dòng)學(xué)科發(fā)展與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，從中央到地方和企業(yè)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入逐年增加。尤其是在過去10 多年以來，國家“863”、“973”、“重大研發(fā)計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金與飼料企業(yè)等的資金投入大幅度增加，支撐了一支強(qiáng)大的研發(fā)人才隊(duì)伍，推動(dòng)了活躍的研發(fā)與學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，為學(xué)科建設(shè)、行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和高層次人才培養(yǎng)注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力。

除了大量的學(xué)術(shù)刊物外，以《飼料工業(yè)》為代表的科普性刊物，在水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)知識(shí)普及、飼料技術(shù)推廣、產(chǎn)品推薦和國家政策宣傳等方面為推動(dòng)我國飼料行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。我們不僅在國內(nèi)廣泛開展各類的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，而且積極參與國際學(xué)術(shù)交流?！笆澜缛A人魚蝦營養(yǎng)學(xué)術(shù)討論會(huì)”是一個(gè)極有代表性的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，自1992 年舉辦第一屆以來，已經(jīng)一共連續(xù)舉辦了12 屆。從第一屆的與會(huì)人數(shù)100 人左右，到現(xiàn)在的1 500 人以上，人數(shù)越來越多，質(zhì)量越來越高，成為世界上同類學(xué)術(shù)會(huì)議規(guī)模最大的一個(gè)。充分顯示我國通過將近40 年的努力建立起來的基本要素、框架、平臺(tái)，奠定了我國水產(chǎn)營養(yǎng)學(xué)科與水產(chǎn)飼料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在世界上擁有重要的地位。

目前世界上與水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)有關(guān)的三個(gè)最重要的刊物《Aquaculture》、《Aquaculture Research》以及《Aquaculture Nutrition》，基本囊括了世界主要水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)與飼料研究的學(xué)術(shù)論文，其中30%～50%的學(xué)術(shù)論文都是來自中國作者。同時(shí)，這些國際刊物也陸續(xù)增加了中國人擔(dān)任編輯。顯示我國水產(chǎn)動(dòng)物營養(yǎng)研究的學(xué)術(shù)國際影響力逐步提高。在短短的40年經(jīng)歷了由跟跑到并跑，有的領(lǐng)域已經(jīng)到了領(lǐng)跑階段。當(dāng)然，盡管目前從發(fā)表文章數(shù)量來看，我國已經(jīng)有了顯著的飛躍，但是文章質(zhì)量和業(yè)內(nèi)影響力仍然有巨大的提升空間。

2 我國水產(chǎn)飼料技術(shù)的創(chuàng)新特色

我國是一個(gè)具有高度多樣性的水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，但同時(shí)又是一個(gè)飼料原料非常匱乏大國。這就注定了我國水產(chǎn)飼料技術(shù)必須有自己的創(chuàng)新特色?？偨Y(jié)起來我國水產(chǎn)養(yǎng)殖與飼料工業(yè)有兩個(gè)主要的特色：一是我國消費(fèi)者能吃的無所不養(yǎng)；二是消費(fèi)者不能吃的在飼料中無所不用。針對(duì)我國飼料原料短缺，非傳統(tǒng)原料種類繁多，生物利用率較低等實(shí)際，開發(fā)出來的高效飼料酶技術(shù)與微生物發(fā)酵技術(shù)，大大提高了非傳統(tǒng)原料、低值原料的生物利用率，拓展了飼料原料的選擇范圍，變廢為寶，降低了飼料成本，并實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。在國際上，我國的飼料酶技術(shù)與微生物發(fā)酵技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。近年來我國水產(chǎn)養(yǎng)殖與飼料微生物技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用發(fā)展迅速，成為重要發(fā)展前景的領(lǐng)域。

3 蛋白質(zhì)生產(chǎn)的顛覆性技術(shù)

生命的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。為人類提供食物的重要核心就是提供蛋白質(zhì)。同理，在動(dòng)物生產(chǎn)過程中，為動(dòng)物提供飼料，其核心也是提供蛋白質(zhì)。因此，直接也好，間接也好，蛋白質(zhì)生產(chǎn)是人類社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。據(jù)預(yù)測2050年世界人口要達(dá)到96 億以上，全球食物需求還要比目前增加75%～100%。按傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的食物生產(chǎn)方式就是靠種植和養(yǎng)殖，也就是靠耕地的生產(chǎn)力。然而，在這個(gè)藍(lán)色星球上，人口在不斷增加，可耕地面積幾乎再難以增加。因此，必須依靠一些與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不同的顛覆性蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)，才能保障不斷增長的人口的食物供給。

一些微生物可以把氣態(tài)無機(jī)物（如一氧化碳、甲烷、氨等）變?yōu)楦哔|(zhì)量蛋白質(zhì)。因?yàn)闅鈶B(tài)無機(jī)物是我們?nèi)庋劭床灰姷?，所以我把它稱之為“無中生有”的蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)。這種蛋白質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)不與人爭糧，占用空間與水資源也非常少，而且可變廢為寶，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。它顛覆了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的蛋白質(zhì)生產(chǎn)方式，完全可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。如甲烷氧化菌以甲烷為唯一碳源，而乙醇梭菌以一氧化碳為唯一碳源，其發(fā)酵生產(chǎn)的菌體蛋白效率高，質(zhì)量可以與魚粉媲美。

近年來人們推出的人造肉作為未來食品引起了廣泛關(guān)注。借助干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和3D組織構(gòu)建等技術(shù)，已經(jīng)產(chǎn)生出牛肉、豬肉和雞肉。經(jīng)過消費(fèi)者感官評(píng)價(jià)，無法區(qū)別傳統(tǒng)養(yǎng)殖生產(chǎn)的牛排與人工培養(yǎng)牛排的差異。當(dāng)然目前人造肉的成本還比較高，但是隨著未來技術(shù)的進(jìn)步，相信成本一定可以降下來。既然牛肉、豬肉和雞肉都可以通過組織培養(yǎng)獲得，那么人造魚肉也會(huì)出現(xiàn)。這些無疑都屬于肉類生產(chǎn)的顛覆性技術(shù)。

常規(guī)的思路是通過用微生物生產(chǎn)飼料蛋白，然后用飼料蛋白養(yǎng)殖動(dòng)物以獲得我們?nèi)祟惖氖澄锏鞍?。然而，我們是否可以設(shè)想直接利用微生物培養(yǎng)出我們的食品，例如牛肉、魚肉，并且具有我們需要的口感和風(fēng)味？隨著基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，可設(shè)計(jì)并生產(chǎn)人們所需要的各種單細(xì)胞蛋白將可能成為現(xiàn)實(shí)。

4 飼料與水產(chǎn)養(yǎng)殖的綠色發(fā)展

2019年2月國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》，其中要求“樹立綠色發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變”以及“堅(jiān)持五項(xiàng)基本原則：堅(jiān)持質(zhì)量興漁、堅(jiān)持綠色興漁、堅(jiān)持市場導(dǎo)向、堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、堅(jiān)持依法治漁”。這個(gè)意見對(duì)我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的健康、綠色持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。但是，目前直接用下雜魚養(yǎng)魚現(xiàn)象依然存在，這不僅導(dǎo)致海洋漁業(yè)資源加速枯竭，而且可以導(dǎo)致環(huán)境污染與病原傳播，威脅我國水產(chǎn)養(yǎng)殖綠色持續(xù)發(fā)展。因此，建議修改漁業(yè)法相關(guān)內(nèi)容，禁止直接使用下雜魚作為餌料進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖，真正全面普及高效人工配合飼料，以利水產(chǎn)養(yǎng)殖的綠色發(fā)展。