基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

李星港

（重慶師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，重慶 401331）

當(dāng)前階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，基因工程技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，基因工程技術(shù)可以改變現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，通過基因改變有機(jī)體的部分或者全部特征，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及基因克隆技術(shù)，能有效地提升動(dòng)植物生產(chǎn)效率，讓我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以更加快速地發(fā)展。基因工程技術(shù)的應(yīng)用不僅能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，還能更好地培育新品種，對未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展有積極的影響作用，讓我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 基因工程技術(shù)概述與現(xiàn)狀優(yōu)勢

1.1 基因工程技術(shù)概述

基因工程指的是基因的拼接或者DNA重組，這項(xiàng)技術(shù)能把生物基因轉(zhuǎn)入到其他的受體細(xì)胞中，得到新的生物活性產(chǎn)物。基因工程技術(shù)的操作主要依賴于DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶和運(yùn)載這3大工具，基因工程技術(shù)能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供先進(jìn)的技術(shù)支持，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以得到更好的發(fā)展。

1.2 基因工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前階段的基因工程不僅能有效地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，還能應(yīng)用在醫(yī)藥與環(huán)保領(lǐng)域，利用基因工程，能有效起到防治病蟲害等效果，基因工程技術(shù)的應(yīng)用能讓現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展更加科學(xué)化，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可以幫助國家長久發(fā)展。基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用能讓農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量提高，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把特定的蛋白基因轉(zhuǎn)入到動(dòng)物體內(nèi)，可以讓動(dòng)物產(chǎn)量增加，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在近些年的研究中，基因工程已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)發(fā)展中不可或缺的重要技術(shù)，基因工程技術(shù)的應(yīng)用也是推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的巨大助力[1]。

1.3 基因工程技術(shù)的優(yōu)勢

我國一直將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)視為重要的發(fā)展目標(biāo)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用基因工程技術(shù)能有效提升生產(chǎn)力，更好地發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。基因工程技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在2個(gè)方面，其一是跨物種性，基因工程能打破物種之間的界限，實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物的基因重組，讓農(nóng)作物與動(dòng)物的產(chǎn)量可以直線上升，這樣才更有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。其二，能進(jìn)行無性擴(kuò)增，極大地方便了農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖與生產(chǎn)，基因工程在任何領(lǐng)域都能發(fā)揮出巨大的作用，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，不僅能改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，還能提升產(chǎn)量，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在近些年的發(fā)展中，科學(xué)家們不斷地在進(jìn)行基因改良，突破傳統(tǒng)的育種方式，這樣做的目的不僅是為了改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，也是為了讓基因工程技術(shù)可以更加順利地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用。基因工程技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，能在一個(gè)品種的基因中加入其他的基因，產(chǎn)生新的物種，通過這樣的方式增強(qiáng)植物的抗病性與抗蟲害能力，讓植物能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，減少農(nóng)藥與除草劑的用量，可有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還能有效提高動(dòng)植物的產(chǎn)量，動(dòng)植物經(jīng)過基因改良之后，能夠更加快速地適應(yīng)生長環(huán)境，不會(huì)受到季節(jié)與災(zāi)害的影響，從而達(dá)到提升產(chǎn)量的目標(biāo)。基因工程技術(shù)中的轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以讓植物的生長時(shí)間縮短，過去的傳統(tǒng)育種需要很長的時(shí)間才能培育出新的品種，可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)能大大地縮短這一時(shí)間。基因工程能夠根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求賦予動(dòng)植物新的特性，比如讓農(nóng)作物自己發(fā)揮出殺蟲作用，或者讓動(dòng)植物自動(dòng)適應(yīng)全新的生長環(huán)境等，這些不僅能提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，還能進(jìn)一步提高國家的科技水平，讓農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可以妥善的改革與發(fā)展[2]。

3 動(dòng)植物基因工程技術(shù)育種

基因工程技術(shù)可以把動(dòng)植物及微生物的基因進(jìn)行生物間的交流，基因工程的育種相比傳統(tǒng)育種，能有效提升速度與精確度，能更好地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上面。我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展一直以來追求的都是提升產(chǎn)量，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)能力，讓農(nóng)作物可以抵御病蟲害，這樣才能更好地發(fā)展農(nóng)業(yè)，才能讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，植物基因工程技術(shù)育種能有效地改善現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況。

3.1 抗性育種

3.1.1 作物抗蟲害

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物對病蟲害的抵御能力決定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，當(dāng)前階段的基因工程技術(shù)應(yīng)用主要就是為了防止病蟲害的發(fā)生，降低病蟲害對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響效果，目前已經(jīng)獲得了帶有抗蟲基因的甘藍(lán)、馬鈴薯和番茄等，能有效抵御病蟲害，提高自身的生產(chǎn)量，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了科技性的突破。

3.1.2 作物抗除草劑

農(nóng)作物的生長過程中除了會(huì)產(chǎn)生病蟲害，還會(huì)產(chǎn)生許多影響生長的雜草，基因工程技術(shù)的應(yīng)用能讓農(nóng)作物自身產(chǎn)生除草劑，不再受到雜草生長的影響，從根本上提升農(nóng)作物的質(zhì)量。

3.1.3 動(dòng)物抗性基因工程

動(dòng)物抗性基因工程主要指的是抗寒性與抗病性等，從深海魚類中提取抗寒基因，轉(zhuǎn)入到養(yǎng)殖魚類中，讓養(yǎng)殖魚獲得抗寒性，這樣有利于魚類的養(yǎng)殖，同時(shí)也能提升抗病性，能更好地帶動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展[3]。

3.2 良種選育

3.2.1 植物基因工程育種研究

在對植物進(jìn)行基因工程技術(shù)育種應(yīng)用的過程中，為了提升光合效率與固氮效率，提高并改良植物中的蛋白質(zhì)含量，增加植物次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)率，就需要進(jìn)行基因工程育種改良，這樣才能滿足以上要求，更好地為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作出貢獻(xiàn)。目前通過基因?qū)耄呀?jīng)獲得了一部分優(yōu)良的植物新品種，這些新品種具有良好的抗蟲性與抗藥性，能提升植物的生產(chǎn)量，還能適應(yīng)各種生長環(huán)境。通過基因工程技術(shù)可以提取小麥、玉米和大豆種子中的蛋白基因，提高谷物類的蛋白質(zhì)含量。基因工程的應(yīng)用能有效改善現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，完成良種選育的基礎(chǔ)工作，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能提高產(chǎn)量與效益[4]。

3.2.2 動(dòng)物基因工程育種研究

在動(dòng)物體內(nèi)導(dǎo)入激素基因，可以有效提升動(dòng)物的繁育速度，比如在豬的體內(nèi)導(dǎo)入人的生長激素，能縮短豬的生長周期，飼料利用率和瘦肉的比重也能得到大幅提高，生長激素基因的應(yīng)用體現(xiàn)在多種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物之中，如轉(zhuǎn)基因魚、轉(zhuǎn)基因兔子和轉(zhuǎn)基因牛等，這些都能通過生長激素基因的應(yīng)用提高生產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4 基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用情況

4.1 在植物遺傳改良中的應(yīng)用

基因工程在植物遺傳改良中的技術(shù)應(yīng)用主要包括抗逆作物育種、固氮育種與品質(zhì)改良育種，這樣才能有效改善植物因?yàn)椴《尽⒓?xì)菌、雜草和蟲害等問題造成的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失，讓植物可以順利地完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。我國當(dāng)前階段的農(nóng)業(yè)發(fā)展中需要加強(qiáng)基因工程技術(shù)的應(yīng)用，這樣才能解決植物的生長與農(nóng)作物的生產(chǎn)問題。現(xiàn)今培育出的轉(zhuǎn)基因植物不僅能提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，還能增強(qiáng)植物的環(huán)境適應(yīng)性與抗寒、抗高溫、抗旱及抗病性，這樣才能有效提高植物產(chǎn)量，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)[5]。我國在抗逆作物的培育與推廣方面是比較領(lǐng)先的，基因工程技術(shù)的應(yīng)用效果也是比較明顯的，在固氮育種方面，可以利用豆科作物接種根瘤菌實(shí)現(xiàn)高效共生固氮，這樣不僅能完成農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的，還能增強(qiáng)土壤肥力，對農(nóng)作物的生產(chǎn)有一定的幫助作用。過去我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中一直過分依賴化肥，反而忽略了大自然對生物的饋贈(zèng)，導(dǎo)致我國的固氮育種一直比較落后，無法提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，更不能提升基因工程技術(shù)應(yīng)用的效果，限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展速度。

4.2 基因工程技術(shù)在農(nóng)作物方面的應(yīng)用

基因工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域是比較廣泛的，主要是醫(yī)藥領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域等，其中應(yīng)用范圍最廣的就是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中涉及到許多的農(nóng)作物與動(dòng)植物，基因工程技術(shù)應(yīng)用能有效改善現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，讓農(nóng)作物可以提高產(chǎn)量，讓動(dòng)物可以完成生產(chǎn)需求，這樣才能全面地促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)作物需要加強(qiáng)抗寒性與抗蟲性，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)能讓農(nóng)作物具備基本的抗逆性能力，這樣才能提高生產(chǎn)量，改善農(nóng)作物品質(zhì)。在近些年的研究中，植物的抗病基因工程研究是重點(diǎn)，利用基因工程技術(shù)能增強(qiáng)植物對細(xì)菌與真菌的抵抗力，這樣才能減少植物的患病幾率，讓農(nóng)作物能夠滿足生產(chǎn)的需求。植物的抗逆性能讓植物在任何環(huán)境下都能完成生長，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件，轉(zhuǎn)基因植物能夠耐受住各種環(huán)境因素的侵襲，尤其是植物的抗寒性基因，能夠幫助植物在低溫環(huán)境下正常生長，這種從魚類當(dāng)中提取的抗凍蛋白基因能讓植物提升產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，此項(xiàng)基因工程技術(shù)已經(jīng)成功地在番茄與黃瓜中使用，并取得了明顯的效果[6]。隨著人們生活水平的不斷提升，對于農(nóng)作物的口感、味道及營養(yǎng)也更加注重，農(nóng)作物不僅要滿足生產(chǎn)需求，還要能提升自身營養(yǎng)，這樣才能刺激農(nóng)業(yè)發(fā)展，培育出更多的高品質(zhì)農(nóng)作物。基因工程技術(shù)的應(yīng)用不僅改變了原有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，也增強(qiáng)了新品種的開發(fā)運(yùn)用，對農(nóng)作物進(jìn)行了全面的升級改良，這樣既提升了農(nóng)作物的價(jià)值，又更好地提升了生產(chǎn)質(zhì)量與效率，同時(shí)也能滿足群眾對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)需求。基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然手段。

5 基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景與展望

在未來的基因工程發(fā)展中，基因工程技術(shù)不僅能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)用效果，還能在各個(gè)領(lǐng)域體現(xiàn)出應(yīng)用價(jià)值，基因工程的研究能促使動(dòng)植物的特性發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而提升生產(chǎn)的效率，讓動(dòng)植物的產(chǎn)量得到明顯提升，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用能讓農(nóng)作物提高抗逆性，在將來的研究中還能進(jìn)行更多的改良，滿足更多的生產(chǎn)生活需求。國家對于基因工程技術(shù)的應(yīng)用十分重視，這不僅代表了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，也充分體現(xiàn)出了基因工程對農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要性，只有當(dāng)基因工程技術(shù)能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求時(shí)，才能真正意義上的促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。基因工程是非常具有發(fā)展前景的研究，我國的基因工程技術(shù)目前還落后于發(fā)達(dá)國家，可隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在未來的發(fā)展中，我國的基因工程一定會(huì)取得重大突破，更好地幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高產(chǎn)量與效率。科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用有利也有弊，在給人類帶來利益的同時(shí)也可能出現(xiàn)一些危害，基因工程能改良動(dòng)植物的基因，這些改變現(xiàn)在看來是能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的，但也不等于不會(huì)產(chǎn)生危害，在原有品種的基礎(chǔ)上進(jìn)行特性改良，能消除原有品種的不利特性，但也會(huì)破壞一定的基因結(jié)構(gòu)，基因工程技術(shù)在動(dòng)植物的基因改良上能淘汰不適者，改變現(xiàn)有的生產(chǎn)問題，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高效率[7]。

6 結(jié)束語

基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅能提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，還能滿足人們對生活品質(zhì)的需求，許多動(dòng)植物經(jīng)過基因工程技術(shù)的改良，已經(jīng)屏蔽了許多的不利特性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步提供了許多的幫助。基因工程技術(shù)除了能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)用效果，還能在醫(yī)藥、食品和環(huán)保方面進(jìn)行廣泛應(yīng)用，基因工程代表了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段的基因工程技術(shù)還有待完善，需要不斷地探索研究，才能更好地完成應(yīng)用發(fā)展，才能給人類的生活帶來長久的影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要基因工程技術(shù)的應(yīng)用支持，這樣才能提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率，也能改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，讓我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。