植物病蟲草害防治中生物技術的應用分析

賈童童

摘 要 中國是一個農業大國，推動農業經濟發展對中國的社會穩定和經濟發展產生了重大的影響。因此，要確保種植業的順利健康發展，為中國農業經濟的騰飛和發展奠定良好的基礎。現在，病蟲害已成為影響植物生長的重要因素，生物技術可以有效提高植物對昆蟲的抗性。因此在植物病害和害蟲的防治過程中，有必要引入生物技術，從而加強預防和控制。本文通過對生物技術在植物病害，雜草和雜草防治中的應用進行研究和分析，我希望能夠為相關員工提供一些理論參考，以有效提高植物對害蟲和雜草的適應能力。

關鍵詞 病蟲害 生物技術 應用分析

0前言

隨著生物技術的不斷發展和完善，生物科技的應用在病蟲害防治階段取得了理想的效果，在防治工作中能起到有效的預防和控制作用。植物病蟲害，主要原因是微生物抑制了植物病害和害蟲在生物體中的存活，大大降低了植物和害蟲對植物的危害，生物技術不會對環境造成損害。因此，生物技術受到了研究者的廣泛歡迎。

1生物技術在植物病害防治中的主要應用

1.1基因工程的應用

在生物技術研究領域，基因工程尤其重要。在防治病蟲害方面發揮了有效作用，體現在以下幾個方面。首先，CP基因，CP基因是一種主要存在于病毒外殼中的蛋白質基因。CP基因主要起誘導作用，通過對該植物對病毒的免疫力的測試，該植物可以抵御病蟲害的危害。在我國許多地區，植物病蟲害防治工作，CP基因技術得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果，如在馬鈴薯C病毒、煙草花葉病毒等。使用CP基因，可以有效提高植物免疫力，防止害蟲和疾病的侵襲，這一功能具有一定的遺傳性。通過對CP基因的不斷研究，并根據相關研究數據，一些研究人員進一步探索了CP基因，融合處理的其他抗性基因，并將該基因移植到植物中，從而提高了植物的表現，抗病毒能力確保植物健康平穩生長。其次，逆轉錄因子基因Rp基因具有一定的復制能力，病毒通過對酶基因的復制提高了植物的抗病毒能力。具體而言，復制酶是指編碼病毒，隨后是各種形式的編碼組合形成不同類型的聚合酶。RP基因之所以能夠提高植物對害蟲和疾病的免疫力，主要是因為它們可以在病毒基因中合成DNA。此外，RP基因可用于移植有問題的復制酶基因并將其轉移至植物。在正常的復制酶下，它影響其復制功能，破壞病毒的表現并影響其復制速率。中國學者也進行了對煙草、豇豆、綠豆、洋蔥、蘑菇、絲瓜、哈密瓜蛋白酶抑制劑的深入研究，玉米和番茄。Sat-RNA及中和抗體也就是指衛星rna，在復制階段，該Rna需要病毒的支持才能在一定程度上輕微影響輔助病毒在復制階段的復制，從而導致其表現形式發生變化。在預防病蟲害方面，衛星和中和抗體生物技術的使用主要利用衛星減少病毒性能的能力。例如，CMVSatRNA技術在番茄和煙草轉化中的應用可以有效地增強其抗病毒功能，而轉基因煙草在該領域的作用不易被巨細胞病毒破壞并具有高抗病毒能力。通過對中和抗體長序列的連續研究和分析，有助于中和抗體基因工程的發展。

1.2基因工程在植物抗真菌病害過程中的應用

目前，在植物抗真菌病害的過程中，兩種基因被廣泛應用于基因工程，分別為%[-1，3葡聚糖基因和幾丁質酶基因。%[-13-葡聚糖基因主要存在于真菌細胞的開閉處，而菌絲體末端的幾丁質酶基因被水解，由此促進了幾丁質的合成，以保證抑制病原真菌的效果。在現實世界中，當病原體侵入植物時，植物將在此階段啟動自身防御并促進甲殼素生產。因此，在植物病蟲害防治過程中，這種防御機制可以充分有效地用于提高大麥，煙草，油菜等植物抗蟲性能，以加強對此的深入研究。防御功能，以及有效利用甲殼素在現實中，起到抗病蟲害的作用。此外，如果將幾丁質酶基因和%[-13葡聚糖基因完全結合在一起實現基因轉化，就保證了特殊基因具有較強的抗病毒能力，有效地提高了植物的抗真菌能力。因此，在植物病蟲害防治的過程中，嚴重利用這一基因技術，利用提高植物自身的免疫能力和抵抗力，增強了植物自身的抗病毒能力，在現階段已被廣泛采用。

2生物技術在植物病蟲害防治中的具體應用

植物抗蟲基因工程是現代生物技術研究領域的重要成果之一。目前已發現許多抗蟲基因并從細菌，植物和昆蟲中分離出來，并且通過將轉基因抗蟲植物導入植物中而獲得轉基因抗蟲植物。近年來，利用Bacillusthuringiensis殺蟲晶體蛋白基因轉化的棉花受到了人們的廣泛關注。目前，我國已培育出10多項殺蟲劑，具有顯著的殺蟲效果、優良的產量和優良的纖維品質。適合在不同生態條件下種植品種或品質。這些材料已在中國九個省市的大型地區進行了試驗、介紹和應用。新一代二價抗蟲棉（含bt蛋白和Trypsin抑制劑的2個基因）已進入大面積示范區。中國是世界上成功研究轉基因棉花并擁有自主知識產權的第二個國家。

2.1蛋白酶抑制劑

不同的蛋白質抑制劑在不同的生物體中發揮作用，并在維持生物體的正常代謝和防止蛋白水解酶破壞外來生物體方面發揮重要作用。在20世紀70年代，當研究植物蛋白酶抑制劑時，局部蛋白酶抑制劑在被昆蟲吃掉或在作物如西紅柿和馬鈴薯中機械損傷時飆升，表明蛋白酶抑制劑可能是植物害蟲抗性的天然防御系統。近年來，人們發現富含絲氨酸的蛋白酶具有廣泛的殺蟲活性并受到廣泛的關注，并已成為抗蟲基因工程研究中的又一熱門話題。通常認為，蛋白酶抑制劑的殺蟲機理是抑制昆蟲腸蛋白酶的活性，導致昆蟲消化并最終由于缺乏氨基酸而死亡和生長。蛋白酶抑制劑是已被克隆和測序的不同分子量的蛋白質。1987年英國Durhan大學的Hilder等首次把編碼豇豆胰蛋白酶抑制劑（CowpeaTrypsinInhibitor，CpTI）的cDNA轉到煙草中。中國學者還研究了煙草、豇豆、綠豆、洋蔥、蘑菇、絲瓜、Hamimelon的蛋白酶抑制劑，玉米和番茄。

2.2蘇云金芽孢桿菌%]-內毒素

1901年，德國科學家Bolina首次在蘇云金城地中海粉虱的敏感幼蟲上發現了蘇云金芽孢桿菌。蘇云金芽孢桿菌（Bacillusthuringiensis，Bt）是一種革蘭氏陰性菌，可在孢子形成過程中合成殺蟲晶體內含物%]內毒素。內毒素%]通常以毒素的形式存在，當被昆蟲食用時，其在消化道中被激活并將特定蛋白質結合到昆蟲腸上皮細胞上。內毒素%]被包埋在全部或部分細胞膜中，導致細胞膜上有幾個孔。當滲透平衡破裂并且昆蟲幼蟲停止進食并死亡時，毛孔破裂。CryⅠ，cryⅡ，cryⅢ和cryⅣ分別對LEPIDOPTERA，LEPIDOPTERA和Diptera，COLEOPTERA和Diptera具有高度抗性，最近發現cryⅤ和cryⅥ對LEPIDOPTERA，COLEOPTERA和線蟲均具有抗性。近年來，bt毒素蛋白編碼基因在轉基因抗蟲植物中的應用得到了有效的應用。在1987年，Vacek研究小組在比利時和Fischhoff等在孟山都，美國報告了第一個案例研究bt轉基因煙草和西紅柿。此后，Bt基因相繼轉移到棉花、大米、玉米等農作物上。張艷振和其他5個優良玉米自交系7922，8902，340、4112和853，分別利用基因射擊和農桿菌介導的方法廣泛應用在東北春玉米區，得到了張艷振，并獲得了轉基因植株。

2.3植物凝集素基因

這種植物提取物含有一種蛋白質，它能引起更高的紅血球聚集，稱為凝集素。植物凝集素主要是一種糖蛋白，含有兩種價態金屬離子，如Mn，Ni，Fe，Cu和Ca，分子量不同。不同植物物種的凝集素在它們的氨基酸序列中具有一定程度的同源性。凝集素在植物中的作用仍然存在爭議，但最近發現它們對植物病原體和昆蟲具有抑制作用，特別是吸入活塞的昆蟲，阻止使用遺傳操作方法來對抗同翅目昆蟲和半翅目昆蟲。目前，大量的凝集素基因已被克隆。

2.4其他抗蟲基因

昆蟲抗性基因的篩選剛剛開始，許多有價值的抗蟲基因需要進一步的研究和開發。另外，最近對昆蟲基因的研究包括殺蟲劑基因，豌豆脂氧合酶和昆蟲基因，雌性不育基因蛋白因子，保幼激素酯酶激素基因，昆蟲神經激素基因等。相信本世紀的人們將擁有一個更安全的基因，以供選擇和使用。

3種生物技術在雜草防治中的應用

近年來，隨著中國農業現代化進程的高速發展，除草劑產量每年增加10%。同時，中毒問題日益突出，基因工程方法在抗除草劑植物種植中的應用也應引起足夠的重視。生物技術現在被用于對除草劑具有抗性的植物（包括編碼除草劑的酶，可被除草劑破壞的酶和替代氨基酸而不被除草劑識別的酶）轉移并獲得除草劑。一些大豆，蔬菜，油菜籽，棉花和煙草已經可以抵抗特定的除草劑。例如，Glocatin是一種高效，廣譜，全面的除草劑，目前正在大規模使用，具有易降解，不污染環境的優點。由于其還存在缺點，好處和不好，它通常是由許多作物的藥物損害引起的。通過國外市場研究農藥除草機理，并發現它破壞了植物的正常生長受到抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS），而芳香族氨基酸的合成中起著關鍵的作用，但過量的EPSPS基因可以使植物細胞耐藥耐藥性。該酶的aroA基因從細菌和植物中分離出來并轉移到煙草和其他作物中。結果表明，轉基因作物對草甘膦的抗性提高了近10倍。使用藥物后，死草的幼苗長度得到了真正的提高，除草劑的應用價值大大增加。目前，國外多家公司進行了類似的研究，其目標的除草劑有綠色黃、腈、glufosin等。已進入田間試驗的抗除草劑作物主要包括玉米、大豆等。，并有望在近幾年內付諸實踐。這一領域的國內研究尚未開發，一個更成功的例子是中國科學院遺傳學研究所與中國科學院農作物研究所之間的合作，從龍葵中分離出一種抗菌素除草劑阿特拉津的蛋白（32KD蛋白）并將基因psbA注入大豆子房獲得了抗阿特拉津的轉基因大豆，現正在進行田間應用試驗。

4結語

在預防植物病蟲害方面，使用sat-RNA和中和抗體生物技術，主要使用sat-RNA可以降低病毒的表現功能。隨著科學技術的不斷發展和完善，生物技術將逐步增強，病蟲害的防治也取得良好效果。研究人員只能了解各種植物的特征以及植物與病原體之間的關系，努力深入研究植物對細菌的存活，進一步改進和優化生物技術，以便更容易地開展植物生存研究。

參考文獻

[1] 張躍彬，劉少春.淺談云南甘蔗“三高”栽培中的病蟲草害防治體系建設[J].甘蔗， 2000（01）.

[2] 鄭紅，陳先剛.水稻標準化生產中病蟲草害防治問題與對策研究[J].農業與技術，2016（22）.

[3] 劉淑萍，成振華，孫春元，劉德龍，張瑜.秸稈生物反應堆技術在溫室黃瓜上的應用[J].天津農林科技，2010（06）.

[4] 朱新玉，李紅忠，史本林，胡云川.能源作物甘薯品種的選育研究[J].江蘇農業科學， 2012（03）.

[5] 王丹，孟品佳，陳琳琳.三相中空纖維微萃取-高效液相色譜檢測尿液中的海洛因代謝物[J].中國刑警學院學報，2015（03）.