生物技术在农业生产中的应用研究

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1、生物技术在农业生产中的应用研究摘要：生物技术是当代新技术革命的三大支柱之一。由于其用途非常广泛，已成为解决当今世界面临的许多重大课题的关键。近年来，人们已在生物技术领域取得了许多突破性进展，这些成果不但标志着人类能够从微观上支配和改造生物，而且它的应用将给人类社会和生活带来巨大变革。21世纪将是“生物世纪”。各国政府和科技界都意识到“谁抓住了生物”谁将成为下一个世纪的“霸主”。关键词：生物技术、农业、应用农业生物技术不仅为农业研究提供了一种新技术，而且还赋予了农业生产一种新的概念。随着科学技术的迅速发展，农业生产正在由

2、资源依赖型向科技依赖型转化。未来的21世纪将是科学技术迅速发展的时期，生物技术已由实验技术走向了实际应用。　一、发展农业生物技术的意义农业生物技术是高新技术研究的重要领域之一，它是整个生物技术及其产业发展的基础，也是生物技术中应用最广、最直接，最具现实意义的领域。生物技术产业是知识密集型产业，它具有投资少、产量高、回报率高等特点；它可以利用自然界的再生能源，实现可持续发展。它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口、资源、环境等问题具有重大作用。大力发展农业生物技术及其产业，对于改变农业生产现状，大幅度提高农产品的产

3、量和质量，加快高产、优质、高效、可持续农业的发展，提高农业资源利用率，减少环境污染，保护良性生态平衡都具有重要意义。-6-二、现代生物技术在农业生产中的应用1、良种选育，品质改良。随着生物技术的发展，人们已经可以把一个品种、品系的理想遗传性状转入另一品种、品系，以提高植物的价值、产量和质量。Calgene公司的科学家分离到一种控制植物纤维素形成的酶的基因，将其转入特定的树种可培育出纤维素含量高的对造纸业更有利的植物。在番茄中导入编码EFE酶的反义基因，可以限制乙烯的生成，酶活性降至正常的5%以下，果实生理成熟后长期保持

4、坚硬，仓贮1个月以上不软化、不腐烂，很大程度上提高了番茄的耐贮藏性能和经济效益。2、提高植物的抗性（1）、抗虫全世界粮食产量因虫害所造成的损失占14%左右。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫，全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上。但化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题，而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外，还具有成本低、保护全、特异性强等优点，从而倍受关注，成为当前研究的热点。目前人们已获得多种抗虫基因，其中有蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制剂基因

5、、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等，它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，在抗虫方面得到了广泛的应用，有的已进入了商品化生产。（2）、抗病毒-6-传统的抗病毒作物，是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种，然而抗病植株常会转变为感病植株，而且作用范围较窄。最近，研究人员采用基因工程的技术培育有别于传统方法的转基因抗病毒植物，目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。（3）、抗寒低温对细胞造成损伤的主要原因是造成细胞内膜结构中的脂质双层流

6、动性降低，导致膜结构损伤，影响植物正常的生长。生物膜中双层脂分子保持流动性，主要依靠其中不饱和脂肪酸的含量，不饱和脂肪酸多则抗冻。通过分离能催化形成高不饱和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰转移酶的基因，并将其转入植物而获得具有抗寒能力的转基因作物，这方面的工作已见报道。同时人们从一些生活在高寒水域的鱼类分离出一些特殊的血清蛋白，即鱼抗冻蛋白及其基因，可以降低在低温下细胞内冰晶的形成速度，从而保护细胞免受低温损伤。（4）、抗除草剂除草剂全世界目前约有2000多个品种，在农药市场占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局

7、限性，如很多除草剂无法区别庄稼和杂草，有些除草剂必须在野草长起来以前就施用，而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。制造抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。采用将靶酶基因导入作物细胞，1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另外，有人把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物，从而保证宿主植物免受其害，该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。-6-3、抗重金属　由于人类活动、矿山的开采，工业化进程的加剧，空

8、气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染，不但严重影响作物的产量和品质，更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代，提出植物修复、超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长、生物量低、植株矮小，因而限制了其对污染