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

鄭鴻斌

當(dāng)今世界高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一日千里，被視為21世紀(jì)領(lǐng)頭學(xué)科的生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用正蓬勃發(fā)展，大有使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生根本變化之勢(shì)。據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織的統(tǒng)計(jì)，自1996年轉(zhuǎn)基因作物商品化以來(lái)，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積從1996年的170萬(wàn)公頃增加到2011年的1.6億公頃，轉(zhuǎn)基因作物種植面積占全球耕地的10%。

1 生物技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)起步晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。在國(guó)家政策的扶持下，尤其是在國(guó)家“863”計(jì)劃，“973”計(jì)劃和“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)”的直接支持下，已取得了很大的成績(jī)。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)在一些領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)行列，例如我國(guó)是世界上繼美國(guó)之后，第2個(gè)擁有自主研制抗蟲(chóng)棉技術(shù)的國(guó)家；我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻的研制處于世界先進(jìn)水平。現(xiàn)如今我國(guó)涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的各類(lèi)研究機(jī)構(gòu)已超過(guò)200家，初步形成了從基礎(chǔ)研究，應(yīng)用技術(shù)研究到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)相互銜接，相互促進(jìn)的創(chuàng)新體系。

2 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的實(shí)踐應(yīng)用

生物技術(shù)之所以能夠?qū)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生沖擊，是因?yàn)樗诟淖兾锓N性狀、增加抗病害能力、提高單產(chǎn)、改善品質(zhì)等諸多方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.1 提高作物的抗性

自然界強(qiáng)光、干旱、低溫等不利環(huán)境因素對(duì)作物影響極大，其引起的不良結(jié)果之一就是氧離子基團(tuán)的產(chǎn)生，因此若能提高作物對(duì)氧離子基團(tuán)的耐受能力，就能大大提高其抵抗外界不良環(huán)境的能力。例如，通過(guò)基因工程技術(shù)，將超氧化物歧化酶基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達(dá)超氧化物歧化酶蛋白，以抵抗氧離子基團(tuán)的毒害，這種技術(shù)在煙草上已經(jīng)獲得了應(yīng)用[1]；另外利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出的抗寒、抗旱、抗鹽堿等作物也獲得了喜人的效果[2]。

2.2 增強(qiáng)作物的抗病、蟲(chóng)害能力

蟲(chóng)害是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因之一，全世界每年因此損失達(dá)數(shù)千億美元[3]。如今利用基因工程手段把抗蟲(chóng)害基因轉(zhuǎn)入到農(nóng)作物中，使培育出的新品種具有抗蟲(chóng)害功能。目前，抗蟲(chóng)害的基因主要有兩類(lèi)，一是具有殺蟲(chóng)活性的原毒素基因，另一類(lèi)是編碼蛋白酶抑制劑的基因[4]。

抗病毒最有效的方法是將弱毒株病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達(dá)病毒外殼蛋白，這些蛋白的積累能夠抑制病毒，這樣就有效的保護(hù)了農(nóng)作物。例如，美國(guó)科學(xué)家將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到煙草及番茄中，并用于大田生產(chǎn)實(shí)踐中，其防病率高達(dá)90%[5]。

2.3 增加作物新的性狀

雜草是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要因素之一，而除草劑在除草的同時(shí)也會(huì)把農(nóng)作物殺死，利用基因工程技術(shù)可以解決這個(gè)問(wèn)題。例如，將抗草甘膦的基因轉(zhuǎn)入到植物中，使植物獲得對(duì)草甘膦的抗性，在大田中使用草甘膦除草劑時(shí)就能有選擇將雜草殺死而不影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，從而大大減少勞動(dòng)力，提高糧食產(chǎn)量。目前已經(jīng)獲得抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因植物有煙草、大豆、番茄、馬鈴薯、棉花等[6]。

2.4 改進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)

將一些用傳統(tǒng)育種方式無(wú)法培育出的性狀通過(guò)基因工程手段引入作物，使作物提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并達(dá)到改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。近些年來(lái)進(jìn)行的作物品質(zhì)改良主要集中在種子貯藏蛋白、淀粉、油脂等成分的含量和組成上。比如，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使甜味蛋白在馬鈴薯種成功表達(dá)；可使大豆、油菜、向日葵等植物含有較高水平的不飽和脂肪酸[7]。

3 生物技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的展望

我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是美好的。首先，在國(guó)際上發(fā)展生物技術(shù)的熱度始終不減，仍在你追我趕，激烈競(jìng)爭(zhēng)。這是由于生物技術(shù)多方面的應(yīng)用價(jià)值決定的，而這種應(yīng)用價(jià)值難以很快被其它技術(shù)所替代，據(jù)國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織2011年統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的轉(zhuǎn)基因作物種植面積已經(jīng)位居全球第六。其次，我國(guó)政府非常重視生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。我國(guó)政府已對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)投入大量資金，此外還在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域建立起眾多國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吸引了一大批高水平的科技人才從事范圍廣泛的農(nóng)業(yè)科學(xué)研究工作。

綜上所述，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前景。相信只要我們發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，奮起直追，我們完全有能力攀登農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域高峰，為我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展作出大更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]馮斌，謝先芝.基因工程技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[5]高傳生.美國(guó)生物技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用[J].國(guó)外科技動(dòng)態(tài)，1989，（10）：38-40.

[6]顧寶根.生物技術(shù)對(duì)未來(lái)農(nóng)藥的影響[J].世界農(nóng)業(yè)，2000，（2）：27-29.

[7]文擇.21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)[J].安徽科技，2001，（7）：13.

（作者單位：164300黑河市愛(ài)輝區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）