生物技术在农业中及应用.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 生物技术在农业中的应用 摘要：生物技术是利用生物有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物, 采用特殊的过程生产出特殊的产品的一门新型的跨学科体系。本文通过对植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术三个领域进行综述。论述了现代生物技术给农业带来巨大利益，也会有不利影响。同时简单介绍了我国生物技术的发展状况及其在农业生产上的应用情况, 最后展望生物技术的发展前景和在农业中的应用前景, 预示了生物技术在农业生产中得到更广泛更深入应用的必然趋势。 Abstract: Biological technology USES biological organisms, dead cells, living cells and cell inclusions, use the special process produce the special product of a new type of interdisciplinary system. This article through to plant biotechnology, animal biotechnology, microbiology biotechnology three field were reviewed in this article. Discusses the modem biological technology to agriculture huge benefits, also can have adverse impact. Also simply introduced the development situation of China biological technology in agricultural production and its application, the future development of biotechnology prospects and the application prospect in agriculture, and indicates the biological technology in agricultural production to be more widely used more deeply the inevitable trend.关键词：生物技术，农业，应用 农业生物技术是指运用基因工程、发酵工程、细胞工程、酶工程以及分子育种等生物技术改良动植物及微生物品种生产性状、培育动植物及微生物新品种、生产生物农药、兽药与疫苗的新技术。应用生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物以及畜禽、鱼类等新品种；可以进行再生能源的利用解决能源短缺问题；可以扩大食饲料、药品等来源，满足人类日益增长的需要；可以进行无废物的良性循环，减少环境污染，充分利用各种资源等。1. 生物技术在农业中的应用 1.1植物生物技术 植物生物技术是一门研究植物遗传规律、探索植物生长发育机理，应用现代生物技术改良遗传性状、培育新品种、创造新种质的学科。 1.1.1植物基因工程 植物基因工程是指用人工的方法，从不同生物中提取外源基因片段及载体，经过体外切割、拼接和重组，然后采取某种方法，把重组后的带有外源基因的载体引入植物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的的过程。包括抗病基因工程、抗毒基因工程、抗除草剂基因工程等。1986 年，Beachy小组首次将烟草花叶病毒（TMV）外壳蛋白（CP）基因导入烟草，培育出抗TMV 的工程植株，开创了植物抗病毒素基因工程的新纪元1。目前发现了一批新的具有杀虫性的基因，其中包括有植物来源的抗虫基因、几丁质酶基因和过氧化物酶基因，还有动物来源的主要有蝎、蜘蛛等一些昆虫毒素基因2。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应用，有的已进入了商品化生产。 1.1.2植物细胞工程 植物细胞工程是指以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物细胞培养和组织培养主要应用于农作物的品质改良。相比传统的方法有诸多的优点。不同物种原质体的融合细胞融合能够在细胞水平实现遗传物质的转移和重组，打破种属的界限可应用于植物体的快速繁殖，扩繁优质种苗和新品种或拯救濒危植物。组织培养容易产生变异，增加某种选择压力可从无性系变异株中选出优质、高产、抗病抗逆的新品系。组织培养在种质资源保存上，免去了种植和保存种子的麻烦，为珍稀植物资源的研究和应用提供了可能。 1.2动物生物技术和植物生物技术相似，动物生物技术是一门研究动物遗传规律、探索动物生长发育机理，应用现代生物技术改良遗传性状、培育新品种、创造新种质的学科。1.2.1 动物基因工程 动物基因工程是利用DAN重组技术对动物所进行的工程。其实质是改变动物的遗传组成，增加动物的遗传多样性，赋予转基因动物新的表型特征，使之能更好地服务以人类社会。包括动物转基因技术、畜禽基因工程疫苗等。其中动物转基因技术一种是将外源基因转移到动物受精卵中使其整合和表达，以产生具有新遗传特性的动物；另一种是将外源基因在特定调控元件作用下，在一定时间内表达外源蛋白。主要研究是将激素基因导入哺乳动物受精卵内获转基因动物。动物转基因技术在提高畜禽生产性能、改善畜产品品质、提高畜禽抗寒抗病能力等方面应用广泛。 1.2.2动物细胞工程 动物细胞工程以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，使细胞产生某些人们所需要的生物学特性，从而改良品质，加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。包括动物胚胎工程技术、单克隆抗体技术等。动物胚胎工程技术是动物生物技术的重要组成部分之一，动物胚胎工程技术在20 世纪后期发展极为迅速，近年来胚胎工程技术的应用效益最为显著，也是21 世纪世界经济增长的重要支撑技术之一。胚胎生物工程技术是用人工方法对动物卵母细胞或胚胎进行改造的技术。包含胚胎移植、排卵控制、体外受精、胚胎性别控制、胚胎分割、胚胎冷冻、胚胎嵌合等内容。2. 生物技术在农业应用中的利弊 2.1生物技术对农业的有利影响 一方面, 生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂, 这些物质可由基因工程而获得。另一方面, 生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如, 通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50% 来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外, 农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。2.2生物技术对农业的不利影响 生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。另一个令人担心的是: 转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。3、 我国现代生物技术农业上的应用现状 在我国, 现代生物技术在以上几方面的应用也取得了显著进展,如目前我国正在研发的转基因植物达47 种, 转基因鱼、畜、禽动物及正在研究的已达30 余种, 研究成功的两系法杂交水稻已经为粮食增产做出了巨大贡献。各种抗病性、抗逆性等动植物品种也通过转基因方法获得。我国在转基因育种、动植物优良品种培育、生物农药等发面都取得了突破性进展。4、结束语21 世纪是生物科学的世纪, 生物技术的发展将在全球经济发展中占据重要位置, 尤其是生物技术在农业方面的巨大优势, 使人们看到了消除贫困与饥饿的希望, 更看到了现代农业发展的经济潜力。尽管优势与风险并存, 相信随着生物技术的不断发展, 人们对生物本质认识的深入, 人类一定会利用好手中这把“双刃剑”, 向着现代生物技术推动现代农业发展的方向前进。主要参考文献1王亮，盖立新.农业生产对生物技术的应用初探J.现代农业科