生物技术在农业方面的应用

1、生物技术在农业中的应用一、生物技术概念简介生物技术也称为生物工程或生物工程技术，是指利用生物的特定功能，通过现代工程技术的设计方法和方法生产人类需要的各种物质，或直接应用于工业、农业、医药、卫生等领域，来改造生物。赋予生物新功能，培育生物新品种的工艺综合技术体系。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术两部分现代生物技术是在传统生物技术的基础上发展的，但与传统生物技术又有质量差异。二、现代生物技术发展现代生物技术发展标志着20世纪70年代DNA重组技术的建立。1953年提出了DNA的双螺旋结构模型，阐明了DNA的半保守复制模式，开创了分子生物学研究的新时代。1961年破译了遗传密码，揭示了DNA

2、编码的遗传信息如何传递蛋白质。1972年，DNA体外重组技术实施，标志着生物技术核心技术-基因工程技术的开始，如人们所愿，在试管内切割DNA，分离基因，导入其他生物或细胞，为农作物或牧草物种的改造提供了新的技术手段。可以引入细菌，也可以从细菌中产生大量有用的蛋白质或用作药物。也可以直接导入人体基因治疗。显然，这是一场技术革命。以基因工程为中心的现代发酵工程、现代酶工程、现代细胞工程、现代蛋白质工程的发展，形成具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。农业生物技术是指基因工程、发酵工程、细胞工程学科、酶工程及分子育种等生物技术“提高动植物和微生物品种生产力、培养动植物和微生物新品种、生物农药生产、

3、兽药及疫苗生产新技术”。生物技术应用可以种植优质、高产、抗病虫害、抗逆农作物、家畜、鱼类等新品种。利用可再生能源解决能源短缺问题。可以扩大饲料、医药等来源，满足人类日益增长的需求。可以进行无废物良性循环，减少环境污染，充分利用各种资源。三、生物技术在农业中的应用1.植物生物技术植物生物技术是植物遗传规律研究、植物生长发育机理探索、现代生物技术改良遗传性、新品种培育、新种质创造学科。(1)植物育种和繁殖随着生物技术的发展，人们已经将一个品种、品系的理想遗传特性转移到另一个品种、品系，从而提高植物的价值、产量和质量。在西红柿中引入编码EFE酶的反义基因，将EFE酶活性降低到正常5%以下，成功限制了

4、乙烯的生成，果实在生理成熟后长期保持结实，仓库一个月以上没有变软，没有腐烂，大大提高了西红柿的储存耐受性和经济性。将大豆分离的热休克蛋白基因导入烟草中，将牙齿烟草放在42上，大豆的热休克蛋白基因在烟草中表达，起到保护作用。总的来说，优良的新植物品种或品种具有更好的植物抗逆性、抗虫性、抗病性、抗机械损伤性等，这比通过品种杂交技术等传统育种技术节约时间更有效。(2)植物基因工程植物基因工程是通过人工方法从其他生物中提取外源基因片段及载体DNA，通过体外切割、剪接及重组，采取某种方法，将重组的外源基因的载体DNA引入植物细胞，并预测植物细胞内克隆和表达，改变受体植物细胞遗传特性目的的过程。包括抗病基

5、因工程、抗毒基因工程、抗除草剂基因工程等。1986年，Beachy团队首次将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白(CP)基因引入烟草，培育了对抗TMV的工程植物，开辟了植物抗病毒素基因工程新纪元1。目前，还发现了包括植物源抗虫基因、几丁质酶基因、过氧化物酶基因、动物来源、蝎子、蜘蛛等昆虫毒素基因2在内的新的杀虫基因。他们已被引进烟草、棉花、油菜籽、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，广泛用于抗虫，一些已经进入商品化生产。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，在体外条件下培养、繁殖、人工操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种，以加速植物实体繁育或获取有用物质的技术。植物细胞培养

6、及组织培养主要应用于农作物质量改良。与传统方法相比有很多优点。徐璐其他物种原生质体的融合细胞融合可以在细胞水平上实现遗传物质的迁移和重组，打破从属的界限，可以实现植物物体的快速繁殖，扩大优质幼苗和新品种，或者拯救濒临灭绝的植物。组织培养容易发生突变，提高某些选择压力，可以在无性系突变中选择优质、高产、抗抗病的新品种。组织培养消除了种植和保存种子的麻烦，使稀有植物资源的研究和应用成为可能。2、动物生物技术与植物生物技术相似的动物生物技术是动物遗传规律研究、动物生长发育机理探索、现代生物技术改良遗传特性、栽培新品种、创造新品种质量的学科。(1)动物育种和繁殖在现代生物技术动物养殖业中的应用主要包括

7、动物分子育种、动物繁殖、家畜基因工程疫苗等。动物分子育种是指基于动物基因技术、胚胎工程学科技术、动物克隆技术和其他DNA重组技术的多种技术。近年来，结合各种现代生物技术的综合运用，传统育种方法，科学家们选择了单一功能的基因集群，插入高等生物的基因组，通过表达，进行相关分子生物技术、DNA试剂盒诊断和检查。目前有转基因鱼、鸡、牛、马等多种动物牙齿。人工授精也成为现代畜牧业产业中的重要技术之一。近年来逐步扩大到特殊动物、鱼类、昆虫等养殖业，显示了发展潜力。它为最大限度地提高雄性的物种价值、提高雄性的配种效率、加快育种速度、减少生产、提高配种率、开展原延种间杂交实验提供了有效的技术手段。胚胎移植还可

8、以快速提高家畜的遗传素质，加强防疫，克服不孕，在全球范围内运输胚胎而不是运输生物，从而降低成本，野生生物资源也可以通过这种方式长期保存，防止某些物种灭绝。(2)动物基因工程动物基因工程是利用DAN重组技术为动物进行工程。其本质是改变动物的遗传构成，增加动物的遗传多样性数量，赋予转基因动物新的表型特征，使人类社会服务更好。包括动物转基因技术，家畜基因工程疫苗等。其中动物基因操作技术之一是将外源基因转移到动物受精卵中进行整合和表达，以生产具有新遗传特性的动物。另一种是外源基因在特定调节因子的作用下，在一段时间内表达外源蛋白。主要研究是将激素基因引入哺乳动物受精卵中，获得转基因动物。动物转基因技术广

9、泛应用于提高家畜生产性能，改善畜产品质量，提高畜禽抗寒性。(3)动物细胞工程学科动物细胞工程是动物细胞的基本单位，在体外条件下培养、繁殖、人工操作，使细胞产生某些人需要的生物学特性，从而提高质量，繁殖动物个体，或获得用品界的技术。包括动物胚胎工程学科技术，单克隆抗体技术等。动物胚胎工程学科技术是动物生物技术的重要组成部分之一，动物胚胎工程学科技术在20世纪下半叶发展得很快，近年来胚胎工程学科技术的应用效果最显著，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改造动物卵母细胞或胚胎的技术。包括胚胎移植、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。3

10、、生物固氮作用在农业生产中，为了调节土壤和作物之间的氮供给和需求矛盾，往往需要施用大量肥料氮肥，化学氮肥的大量生产也需要消耗大量能源，同时还会导致严重的土壤污染。生物固氮不仅是节约能源，而且对环境没有威胁。但是到目前为止，发现的固氮作用微生物不能在大米、小麦、玉米、各种果树、蔬菜等粮食作物上固定氮，即使少数人可以，这些作物的高产量也要靠化学氮肥来维持。多年来，科学研究人员致力于生物固氮作用研究，近十年固氮作用基因工程快速发展，基因组学和功能基因组学的建立赋予了生物固氮作用研究的新内涵和研究策略，为实现固氮作用研究的目标增添了新的动力。4、生物农药20世纪90年代以来，生物农药的开发利用速度很快

11、。长期以来，化学农药在农药生产中仍然占有重要的地位，但是人们对绿色食品的偏好越来越高，生物农药本身对家畜的毒性小，只杀害虫，与环境的相容性好，病虫害相对不易产生抗性，因此生物农药成为农药产业发展的新趋势。近年来，生物农药在主要研究领域-微生物农药、生化农药、转基因农药、天敌生物农药等方面取得了不同程度的进展，其中微生物农药的商业生产研究最为活跃。用于农作物害虫防治的主要微生物制剂包括细菌剂、真菌剂、病毒制剂等。苏云金芽孢杆菌是目前国内外研究最多、应用最广泛的杀虫细菌，在玉米螟、稻虱、棉铃虫等防治方面取得了划时代的进展。四、农业应用中生物技术的优缺点1、生物技术对农业的有利影响另一方面，生物技术

12、有助于提高家畜的生命力，消灭竞争对手。促进畜禽生长的物质有促进生长激素和生长的调节剂，这种物质可以从基因工程获得。另一方面，生物技术在提高农作物产量和质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过调节饲料作物体内碳水化合物含量，提高畜牧业的生产率。利用基因调控技术，可以提高包括大豆和作物在内的部分作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难以消化的木质素含量等。在许多农业生产地区，土壤氮素利用率是限制农业生产力提高的重要因素。在高科技农业生产地使用人工氮肥是牺牲生态环境的代价。制造氮肥需要利用大量的能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源约有50%来自肥料。施用肥料产生的温度气体(二氧化碳、氮氧

13、化合物等)不可避免地促进了地球变暖。除牙齿外，农业土壤的氮流失是水体富营养化的主要原因。2、生物技术对农业的不利影响生物技术在食品中的应用也会给发展中国家的农民带来很多困难。生物技术也可能对人类健康造成问题。最近几年英国已经有了牙齿方面的报道。特别是当能引起人体过敏反应的基因转移到农作物上时，例如坚果能引起人体过敏反应，如果该基因流入其他作物，其他作物也能引起人体过敏。为了预防，转基因作物产品要通过免疫测定筛选才能利用。人们利用生物技术生产干旱、耐盐、病虫害作物，同时生物多样性导致严重的破坏，甚至一些物种灭绝。牙齿结果是因为生物技术促进了农作物向原先不适应的地区的扩张。另一个令人担忧的是：转基

14、因植物、动物和微生物脱离当地农业生态系统的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是从澳大利亚引进的兔子。转基因作物脱离当地农业生态系统后，可能引发：第一位，转基因作物会使自生作物成为严重的杂草问题。其次，转基因切换作物杂交后产生杂交种。第三，转基因作物影响食品安全。任何转基因作物都有可能冲击生态环境。五、中国现代生物技术农业的应用现状农业生物技术已经牙齿了新一轮农业科技革命的强大推动力。实现传统农业对超越现代农业具有重大作用，并成为本世纪解决食品安全、生态环境、资源保护等重大社会和经济问题的有效手段牙齿，成为新的经济增长点牙齿。在我国，现代生物技术应用在牙齿几个茄子方

15、面也取得了明显的进展。目前我国正在开发的转基因植物47种，转基因鱼、家畜、鸟类动物、研究中的30多种，研究成功的养鸡法杂交水稻已经对粮食增产做出了巨大贡献。各种耐病性、应激抗性等动植物品种也可以通过基因操作方法获得。我国在转基因育种、动植物优良品种栽培、生物农药等毛发方面都取得了突破性进展。六、我的理解今天，由于世界人口增长很快，需要的粮食越来越多，同时商业工业的快速发展，原来较少的耕地越来越少。牙齿点在我国尤为严重。中国有14亿人口，但可用耕地越来越少。与此同时，中国的住房产业也占据了大量的土地。中国因滥伐和过度放牧，水土流失和土地荒漠化严重，开始将农田归还森林。随着草坪的归还，土地资源逐渐

16、减少。解决吃饭问题的方法尤为严重。生物技术解决粮食问题是有希望的。牙齿点是永平杂交水稻的好例子。永平的杂交水稻解决了中国10多亿人的温饱问题，用5%的土地养活了世界22%的人口。这是最简单的问题，可以解决生物技术魅力、生物技术我们的衣食问题。还可以看到生物技术潜力。他有解决全世界粮食问题的希望，可以让非洲人民吃饱。也许未来的某一天，我们只要吃饭，就可以摄取人体所需的能量，同时也可以选择其他味道。也可以应用于生物技术表单。动物的繁殖和繁殖可以用生物技术解决。生物技术保存良种家畜，使养殖的人花较少的钱，但使家畜更优秀，卖更多的钱，肉质更好。在生物技术应用领域，可以达到提高畜牧产品产量、提高产品质量

17、、简化生产过程、协调畜牧业生产与人类生存环境关系的目的。农业生物技术可以成为农业资源持续利用的核心技术牙齿。农业生产带来了革命性的变化。据联合国相关机构透露，全球农业生物技术牙齿带来的直接产值将从2005年的60亿美元，到2010年超过200亿美元，在养殖业中利用基因工程、细胞工程等培养动物新品种。基因重组生产基因工程疫苗、家畜生长激素、动物胚胎移植、饲料添加剂等技术和产品，为现代养殖业的发展开拓了广泛的领域，也许未来的某一天，真的可以完成高级中学生物书上画的。奶牛只要晒太阳，只要晒太阳，就能挤牛奶。生物技术产业是21世纪最有潜力的牙齿产业，其发展的迅速发展，极大的，对传统农业生产的影响都是前所未有的。今天，生物技术被世界各国视为高新技术，提高综合国力，对解决人类面临的食品短缺、健康、环境和经济问题至关重要，因此，许多国家将被确定为加强生物技术国家经济实力和综合实力的关键技术之一。特别是美国，现在生物技术产业是美国的支柱，现在美国生物技术所占的比例是世界的90%以上，所以中国的生物技术仍然很稚嫩。我国要大力发展生物技术。此外，近20年来，现代生物技术发展取得了举世瞩目的成果，在农业生产领域呈现出广阔的发展前景。目前，世界面临着人口激增和粮食短缺的严重危机，农业生产的压力也日益增大，现代生物技术