生物技術在林業建設方面的應用

金文兵

摘 要：現代生物技術具有強大的發展潛能，在林業科研方面，同樣具有重要的應用前景。本文僅以農業及畜牧業作為借鑒，討論了生物技術在林業方面的可行性與必要性。

關鍵詞：生物技術 ;林業發展;可行性

一、生物技術概述

生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融合的產物，其核心是以DNA重組技術為中心的基因工程，還包括微生物工程、生化工程、細胞工程及生物制品等領域。生物技術，可視為一種運用生物體來制造產品的科學與技術，雖然生物技術這個專有名詞出現較晚，但生物技術的應用由來已久，古人就已經開始了這方面的實踐。生物技術的成熟的標志是20世紀70年代基因工程的出現，實踐證明，它能改變甚至取代物種的基因。生物技術在農業生產中已有廣泛的應用，最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。如利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物，此項技術大大促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。

生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通綿羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。有人已生產出一種轉基因三葉草，應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而提高產毛量。

生物技術給人類帶來的影響也包括生態和環境方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。例如近年來，生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。如前所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。20世紀末，人們剛剛在市場上能購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。而今，蔬菜水果店里的轉基因品種甚至已經無法避開了。

二、生物技術利與弊

任何事物都存在兩面性，生物技術也不例外。單從經濟角度講，生物技術帶來的弊端也許暫時并不明顯，然而，它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發達國家，發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發展中國家由于技術及其產品還遠沒有被廣泛接受。因此，也會進一步拉開國與國之間的距離。

此外，從消費者的角度說，生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情形可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現，這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物，后者在發展中國家是很普遍的，并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來已有這方面的報道，甚至已經有了抵制和反對的聲音。例如當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時，如堅果能引發人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。因此，為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業，尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化，直接影響人類和動植物的生存。

三、生物技術在林業生產方面的運用

進入二十一世紀，生物技術以其強大發展潛力而成為一個新的經濟科目。為加快生物技術產業的發展，我國也始終把生物技術列為國家科技計劃，而且已經獲得了一批具有知識產權的新基因，新表達系統、生物工程及藥物。動植物轉基因技術已經成熟，雜交水稻大面積推廣，抗基因的棉花、番茄已經進入了商業化的發展，有多基因藥物早已經進入了實用化階段。另外 ，通過對高產、優質、抗逆的動植物新品種，新型藥物、疫苗和基因治療，蛋白質工程幾大主題的研究開發，以增產糧食為戰略重點和發展生物技術藥物產業為突破口，為生物高技術產業的形成奠定了良好的基礎，并在遺傳工程農作物的培育方面走在世界前列。

就現今而言，世界上已經出現了一批足以影響未來的重大技術，例如人類基因組學或蛋白質組學、干細胞技術與組織工程、生物信息學、轉基因技術、克隆技術、生物芯片或蛋白芯片或組織芯片、基因治療與細胞治療、反義核酸技術、單抗技術等對現代生命科學及生物技術產業產生了巨大的影響。而且，生物技術企業不斷發展壯大，前景廣闊，潛力無限。生物技術產業格局從治病為主向治病、保健、提高生活質量的健康產業過渡，而此類產業的兼并重組方興未艾，龍頭企業不一而足。

生物技術在林業方面的應用領域也很寬廣。例如包括優質高抗速生林木良種培育，主要包括樹種、竹藤、花卉等植物的功能基因組學。木材形成抗逆、抗病蟲等性狀的基因解析。木本植物速生，優質高抗的分子育種，林木種質資源的指紋鑒定，林木抗逆能力的定量測評，及早期預測篩選技術，還有良種苗木的工廠化繁育。林業生產的關鍵是良種培育和優質種苗生產，包括老樹幼化和快速繁殖等等。其它林業生物技術還包括林業蛋白質工程，酶工程，能約生物技術、環境生物技術及藥材生物技術等。

目前，我國在生物技術產業及產業發展尚不具備占領國際市場的能力。生物技術產業是資金密集型產業，是高投入、高風險和高回報的產業，因此，資金短缺是首先要解決的問題。其次是產業化人才缺乏和產學研的緊密銜接需要加強。為此，發展我國的生物技術產業，必須結合我國具體國情，同時運用政府和市場兩種資源配置的調節手段，使各方面的優勢系統有效地集成。