生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

1、.：.； PAGE - 6 -生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)消費中的運用研討摘要：生物技術(shù)是當代新技術(shù)革命的三大支柱之一。由于其用途非常廣泛，已成為處理當今世界面臨的許多艱苦課題的關(guān)鍵。近年來，人們已在生物技術(shù)領(lǐng)域獲得了許多突破性進展，這些成果不但標志著人類可以從微觀上支配和改造生物，而且它的運用將給人類社會和生活帶來宏大變革。21世紀將是“生物世紀。各國政府和科技界都認識到“誰抓住了生物誰將成為下一個世紀的“霸主。 關(guān)鍵詞：生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)、運用 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)不僅為農(nóng)業(yè)研討提供了一種新技術(shù)，而且還賦予了農(nóng)業(yè)消費一種新的概念。隨著科學技術(shù)的迅速開展，農(nóng)業(yè)消費正在由資源依賴型向科技依賴型轉(zhuǎn)化。未來的21世紀將是科

2、學技術(shù)迅速開展的時期，生物技術(shù)已由實驗技術(shù)走向了實踐運用。 一、開展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的意義 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是高新技術(shù)研討的重要領(lǐng)域之一，它是整個生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)開展的根底，也是生物技術(shù)中運用最廣、最直接，最具現(xiàn)實意義的領(lǐng)域。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是知識密集型產(chǎn)業(yè)，它具有投資少、產(chǎn)量高、報答率高等特點；它可以利用自然界的再生能源，實現(xiàn)可繼續(xù)開展。它的開展對于處理經(jīng)濟和社會開展中所面臨的人口、資源、環(huán)境等問題具有艱苦作用。大力開展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，對于改動農(nóng)業(yè)消費現(xiàn)狀，大幅度提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，加快高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、可繼續(xù)農(nóng)業(yè)的開展，提高農(nóng)業(yè)資源利用率，減少環(huán)境污染，維護良性生態(tài)平衡都具有重要意義。 二、

3、現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)消費中的運用 1、良種選育，質(zhì)量改良。隨著生物技術(shù)的開展，人們曾經(jīng)可以把一個種類、品系的理想遺傳性狀轉(zhuǎn)入另一種類、品系，以提高植物的價值、產(chǎn)量和質(zhì)量。Calgene公司的科學家分別到一種控制植物纖維素構(gòu)成的酶的基因，將其轉(zhuǎn)入特定的樹種可培育出纖維素含量高的對造紙業(yè)更有利的植物。在番茄中導(dǎo)入編碼EFE酶的反義基因，可以限制乙烯的生成，酶活性降至正常的5%以下，果實生理成熟后長期堅持鞏固，倉貯1個月以上不軟化、不腐爛，很大程度上提高了番茄的耐貯藏性能和經(jīng)濟效益。 2、提高植物的抗性 1、抗蟲 全世界糧食產(chǎn)量因蟲害所呵斥的損失占14%左右。長期以來人們普遍采用化學殺蟲劑來控制害蟲，

4、全世界每年用于化學殺蟲劑的總金額在200億美圓以上。但化學殺蟲劑的長期運用呵斥農(nóng)藥的殘留、害蟲的耐受性、環(huán)境污染等嚴重的問題，而利用基因工程的手段培育抗蟲植物新種類除可以抑制以上缺陷外，還具有本錢低、維護全、特異性強等優(yōu)點，從而倍受關(guān)注，成為當前研討的熱點。目前人們已獲得多種抗蟲基因，其中有蛋白酶抑制劑基因，淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因、昆蟲特異性神經(jīng)毒素基因、幾丁質(zhì)酶基因等，它們已被導(dǎo)入煙草、棉花、油菜、水稻、玉米、馬鈴薯等多種農(nóng)作物，在抗蟲方面得到了廣泛的運用，有的已進入了商品化消費。 2、抗病毒 傳統(tǒng)的抗病毒作物，是將植物天生的抗病毒基因從一個植物種類轉(zhuǎn)移到另一個植物種類，然而抗病植

5、株常會轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁≈仓?，而且作用范圍較窄。最近，研討人員采用基因工程的技術(shù)培育有別于傳統(tǒng)方法的轉(zhuǎn)基因抗病毒植物，目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因?qū)胫仓戢@得抗病毒的工程植物。 3、抗寒 低溫對細胞呵斥損傷的主要緣由是呵斥細胞內(nèi)膜構(gòu)造中的脂質(zhì)雙層流動性降低，導(dǎo)致膜構(gòu)造損傷，影響植物正常的生長。生物膜中雙層脂分子堅持流動性，主要依托其中不飽和脂肪酸的含量，不飽和脂肪酸多那么抗凍。經(jīng)過分別能催化構(gòu)成高不飽和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰轉(zhuǎn)移酶的基因，并將其轉(zhuǎn)入植物而獲得具有抗寒才干的轉(zhuǎn)基因作物， 這方面的任務(wù)已見報道。同時人們從一些生活在高寒水域的魚類分別出一些特殊的血清蛋白，即魚抗凍蛋白及其基因，可以降低

6、在低溫下細胞內(nèi)冰晶的構(gòu)成速度，從而維護細胞免受低溫損傷。 4、抗除草劑 除草劑全世界目前約有2000多個種類，在農(nóng)藥市場占有最大的份額。然而除草劑的運用有著本身難以抑制的局限性，如很多除草劑無法區(qū)別莊稼和雜草，有些除草劑必需在野草長起來以前就施用，而且由于抗性草類群落的出現(xiàn)導(dǎo)致運用量增大對環(huán)境的危害也日益嚴重。制造抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物是抑制這些缺陷的理想途徑。采用將靶酶基因?qū)胱魑锛毎?987年美國科學家勝利從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉(zhuǎn)入油菜細胞的葉綠體中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另外，有人把降解除草劑的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胨拗髦参?，從而保證宿主植物免受其害，該方法已勝利地用

7、于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。 3、抗重金屬由于人類活動、礦山的開采，工業(yè)化進程的加劇，空氣、土壤、水面子臨著越來越嚴重的重金污染，不但嚴重影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，更重要的是經(jīng)過植物食物鏈危害人類的安康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀80年代，提出植物修復(fù)、超富集植物。但由于自然界中已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬富集或超富集植物往往生長周期長、生物量低、植株矮小，因此限制了其對污染土壤重金屬的移除效率。經(jīng)過基因工程技術(shù)改良植物對重金屬的抗性，添加或減少重金屬在植物體內(nèi)的累積量被以為是進展污染土壤的生態(tài)恢復(fù)以及減少食物鏈重金屬污染的一條真實可行的有效途徑。富

8、集重金屬的相關(guān)基因不斷克隆，運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物對重金屬的耐性已獲得一些重要進展，一些轉(zhuǎn)基因植物地上部分表現(xiàn)了較高的重金屬離子富集量，并在污染土壤的生態(tài)恢復(fù)中進展了初步運用。 4、現(xiàn)代生物農(nóng)藥隨著人們對化學農(nóng)藥危害性、局限性的逐漸認識，生物農(nóng)藥在植物消費中位置逐漸突現(xiàn)出來，成為綠色農(nóng)業(yè)的重要組成部分，遭到各國政府的高度注重，有了較為廣泛的運用。微生物農(nóng)藥具有對人畜平安、不破壞生態(tài)平衡、害蟲不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點，但也存在著藥效速度慢、專注性強、受自然條件影響大的缺陷。而利用基因工程改造微生物菌種，發(fā)明出自然界不存在的新型菌種就可以抑制這些缺陷。 三、現(xiàn)代生物技術(shù)的未來開展 1、光協(xié)作用機理研討提

9、高植物光協(xié)作用效率有助于添加植物產(chǎn)品的產(chǎn)量，有效利用能源。光協(xié)作用包括光反響和暗反響，經(jīng)過這一過程將光能轉(zhuǎn)化為化學能并固定CO2。葉綠體的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)既可經(jīng)過羧化反響固定CO2還可催化底物加氧反響。為提高固定CO2的速度，可提高Rubisco的羧化酶活性，降低加氧酶活性。如今許多科學家對Rubisco的大小、構(gòu)造、功能及調(diào)控做了許多任務(wù)，為提高植物光協(xié)作用的效果找到了一些思緒。 2、生物固氮氮肥是肥料的重要部分，要維持全球的糧食產(chǎn)量，每年至少需求1.0108t以上的氮肥，其中一半化學肥料，而另一半那么由固氮細菌完成。隨著化學肥料消費本錢的逐漸提高及對土壤的破壞，越來越多

10、的科學家將目光集中在生物固氮。一方面人們試圖經(jīng)過研討生物固氮的分子學根底，以提高微生物的固氮程度;另一方面經(jīng)過DNA重組技術(shù)改造共生細菌，提高其競爭力，使之能超越天然共生細菌，促進根瘤的構(gòu)成。 3、植物生物反響器重組細菌、真菌生物反響器消費過程需求訓練有素的專業(yè)人員，且設(shè)備昂貴，而植物卻易于生長且管理方便，對工人的要求也不是很高。針對這一特點，人們就能否可用轉(zhuǎn)基因植物來消費具有商業(yè)價值的蛋白質(zhì)及其他特殊化學性質(zhì)的物質(zhì)進展了一些嘗試，并獲得了一些進展。 4、基因組學基因組研討被以為是20世紀最艱苦的科研方案之一。21世紀基因組的研討將由“構(gòu)造基因組向“功能基因組轉(zhuǎn)變。目前許多國家紛紛投入巨資針對主要的農(nóng)作物(如水稻)構(gòu)建其突變體庫，然后利用轉(zhuǎn)座子標簽、T-DNA標簽或圖位克隆技術(shù)分別和克隆基因，完成對基因功能的認識。 未來20年，隨著世界人口的增長，農(nóng)業(yè)將閱歷具有艱苦意義的革新。毫無疑問，生物技術(shù)作為科學和技術(shù)在這場變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原那么上講，生物技術(shù)本身有