正文 第55章 微生物工程展望(1 / 2)

到此,讀者對微生物大概已經有了個基本認識。原來微生物並不是我們所想象的那樣可怕,在某種意義上講,倒是挺可愛的。這不單是因為人類已經在很大程度上征服了致人死命的病原微生物,更主要的,是因為人類越來越多地發現並駕馭了有益微生物,使它們馴服地為人類服務的本領越來越大了。不過,自發現微生物以來,人類目前能夠駕馭的微生物種類還隻是很少一部分,大部分微生物仍然默默無聞地呆在它們數十億年來就習慣了的某個角落裏,有待我們去發掘、研究和應用。如果說微生物世界是個豐碩無比的寶庫,我們今天還不過剛剛跨進它的大門。然而,我們站在大門內向它們的縱深處略加探望,就不由得被它那豐饒的蘊藏所深深吸引。全世界的微生物學工作者,正滿懷信心奮鬥著,要讓微生物向人類貢獻出更多更好的產品和提供更滿意的服務。

當我們正在跨進新世紀的時刻,現實已經證實了科學家幾十年前的預言:21世紀將是生物學的世紀。生物技術的飛速發展,使人類已經從簡單地利用生物功能的階段邁向全麵、能動地改造生物和按人類的意願人工構建自然界不存在的生物的時代。當前,生命科學和信息科學、材料科學等前沿科學一起,成為新技術革命的重要理論基礎。生物技術已經應用在工業、農業、國防、環境保護、醫藥保健等許多領域,成果日新月異,甚至各種服務性行業也因為被生物技術的應用而引起深刻的革命性變化。

生物技術涉及自然科學許多學科,但是,到目前為止,它幾乎都離不開結構最簡單,繁殖最迅速,功能最多樣的微生物。有的是用微生物個體的全部或一部分做材料;有的是直接應用天然微生物的某種功能;有的是通過遺傳工程的手段建造出人工的微生物;還有的是采用了長期積累的應用微生物的技術和經驗。由此可見。微生物與人類關係多麼密切。

發展農業,增加食物,是人類長期麵臨的重要問題。人口的迅速增長和地區發展的不平衡,使人類一刻也不能忘記饑餓的威脅。糧食問題,一方麵提高產量和質量,一方麵是對農產品的深加工。這兩方麵,微生物都可以發揮巨大的作用。我們知道,隻有肥田沃土才能長出好莊稼,但是,目前全世界沒有被開墾的可耕地已經不多了,於是,人們把改造鹽堿地和幹旱地作為擴大耕地的重要途徑。通過基因工程,我們有可能把某些耐鹽堿或抗幹旱細菌的基因轉移到農作物中,使這些農作物能夠在鹽堿地或缺水的地區生長,並能優質高產。莊稼一枝花,全靠肥當家。雖然,為製造化學肥料,我們每年耗費巨大的資金、人力和能源,但還是供不應求。因此,數十年前人們就開始人工培養固氮菌或根瘤菌作為細菌肥料,可是這些細菌的培養並不容易,大量生產有困難。於是有人把固氮菌的固氮基因轉移到容易培養而又生長極快的大腸杆菌中,使大腸杆菌也能固氮,這樣給土壤提供氮肥就比較容易了。另外,磷細菌、鉀細菌也已經在田間使用。防治農作物的病蟲害,也是農業增產的重要措施。前麵介紹的蘇芸金杆菌,是人工生產的生物農藥,它能殺死多種危害農作物和森林的害蟲,我國的科學家已經把蘇芸金杆菌中掌管殺蟲功能的基因轉移到水稻等農作物中,使莊稼自身具備了抵抗這些害蟲危害的性能。盡管推廣這些新品種的農作物還可能遇到各種困難,但這確實是一條解決糧食危機的誘人途徑。在不久的將來,我們能夠培育出既不用施肥,又耐幹旱和鹽堿,也能抗蟲害的農作物。那麼,首先要感謝微生物的貢獻。許多微生物學家當前還在研究幫助農作物抵抗霜凍的細菌。

有了糧食,以它為原料加工成各種食品或用品,處理各種加工過程中的副產品和把廢物變成有用之物,微生物同樣大有用武之地。用糧食為原料,利用微生物生產出了數以千計的人類當代生活的必需產品,例如葡萄糖、氨基酸、有機酸、酒精、維生素等等。在不久的將來,微生物不僅可以為人類生產出更多樣的產品,還可以大大提高利用原料的效率。就拿生產酒精來說吧,目前我們用糧食生產酒精,必須先用微生物,如黴菌和細菌,或它們產生的酶使糧食中的澱粉分解成葡萄糖,再用另一類微生物,酵母菌把葡萄糖轉化成酒精。現在已經有人成功地把這兩類微生物的功能組合在一種微生物的細胞裏,這就能使酒精生產過程大大簡化。在21世紀初,酒精生產將變得更加方便,原料也更加節約了。甚至還有人在試驗把控製纖維素酶的基因,通過基因工程的方法轉移到酵母菌中,這樣,本來不能轉化成酒精的纖維素也可以作為生產酒精的原料了。這項試驗一旦成功,我們便可以用糧食生產的廢料,如稻草、玉米秸和各種農作物的秸稈,甚至野草、木屑來生產酒精。酒精的價格將大幅度下降,就可以用酒精代替汽油作為能源了。