生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

鄭鴻斌

當(dāng)今世界高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用一日千里，被視為21世紀領(lǐng)頭學(xué)科的生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用正蓬勃發(fā)展，大有使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)生根本變化之勢。據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織的統(tǒng)計，自1996年轉(zhuǎn)基因作物商品化以來，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積從1996年的170萬公頃增加到2011年的1.6億公頃，轉(zhuǎn)基因作物種植面積占全球耕地的10%。

1 生物技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的發(fā)展現(xiàn)狀

我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)起步晚，與發(fā)達國家有一定差距。在國家政策的扶持下，尤其是在國家“863”計劃，“973”計劃和“國家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項”的直接支持下，已取得了很大的成績。目前，我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)在一些領(lǐng)域已經(jīng)進入了國際先進行列，例如我國是世界上繼美國之后，第2個擁有自主研制抗蟲棉技術(shù)的國家；我國轉(zhuǎn)基因水稻的研制處于世界先進水平。現(xiàn)如今我國涉及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的各類研究機構(gòu)已超過200家，初步形成了從基礎(chǔ)研究，應(yīng)用技術(shù)研究到產(chǎn)品開發(fā)相互銜接，相互促進的創(chuàng)新體系。

2 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的實踐應(yīng)用

生物技術(shù)之所以能夠?qū)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生沖擊，是因為它在改變物種性狀、增加抗病害能力、提高單產(chǎn)、改善品質(zhì)等諸多方面做出了巨大的貢獻。

2.1 提高作物的抗性

自然界強光、干旱、低溫等不利環(huán)境因素對作物影響極大，其引起的不良結(jié)果之一就是氧離子基團的產(chǎn)生，因此若能提高作物對氧離子基團的耐受能力，就能大大提高其抵抗外界不良環(huán)境的能力。例如，通過基因工程技術(shù)，將超氧化物歧化酶基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達超氧化物歧化酶蛋白，以抵抗氧離子基團的毒害，這種技術(shù)在煙草上已經(jīng)獲得了應(yīng)用[1]；另外利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出的抗寒、抗旱、抗鹽堿等作物也獲得了喜人的效果[2]。

2.2 增強作物的抗病、蟲害能力

蟲害是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因之一，全世界每年因此損失達數(shù)千億美元[3]。如今利用基因工程手段把抗蟲害基因轉(zhuǎn)入到農(nóng)作物中，使培育出的新品種具有抗蟲害功能。目前，抗蟲害的基因主要有兩類，一是具有殺蟲活性的原毒素基因，另一類是編碼蛋白酶抑制劑的基因[4]。

抗病毒最有效的方法是將弱毒株病毒外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到作物基因組中，使其表達病毒外殼蛋白，這些蛋白的積累能夠抑制病毒，這樣就有效的保護了農(nóng)作物。例如，美國科學(xué)家將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入到煙草及番茄中，并用于大田生產(chǎn)實踐中，其防病率高達90%[5]。

2.3 增加作物新的性狀

雜草是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要因素之一，而除草劑在除草的同時也會把農(nóng)作物殺死，利用基因工程技術(shù)可以解決這個問題。例如，將抗草甘膦的基因轉(zhuǎn)入到植物中，使植物獲得對草甘膦的抗性，在大田中使用草甘膦除草劑時就能有選擇將雜草殺死而不影響農(nóng)作物的生長，從而大大減少勞動力，提高糧食產(chǎn)量。目前已經(jīng)獲得抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因植物有煙草、大豆、番茄、馬鈴薯、棉花等[6]。

2.4 改進農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)

將一些用傳統(tǒng)育種方式無法培育出的性狀通過基因工程手段引入作物，使作物提高營養(yǎng)價值，并達到改善產(chǎn)品品質(zhì)的目的。近些年來進行的作物品質(zhì)改良主要集中在種子貯藏蛋白、淀粉、油脂等成分的含量和組成上。比如，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可使甜味蛋白在馬鈴薯種成功表達；可使大豆、油菜、向日葵等植物含有較高水平的不飽和脂肪酸[7]。

3 生物技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的展望

我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景是美好的。首先，在國際上發(fā)展生物技術(shù)的熱度始終不減，仍在你追我趕，激烈競爭。這是由于生物技術(shù)多方面的應(yīng)用價值決定的，而這種應(yīng)用價值難以很快被其它技術(shù)所替代，據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織2011年統(tǒng)計，中國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積已經(jīng)位居全球第六。其次，我國政府非常重視生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。我國政府已對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)投入大量資金，此外還在生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域建立起眾多國家重點實驗室，吸引了一大批高水平的科技人才從事范圍廣泛的農(nóng)業(yè)科學(xué)研究工作。

綜上所述，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展和應(yīng)用前景。相信只要我們發(fā)揮優(yōu)勢，奮起直追，我們完全有能力攀登農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域高峰，為我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展作出大更大的貢獻。

參考文獻：

[1]丁福章等.超氧化物歧化酶在煙草上的應(yīng)用研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008， 36（ 5） ： 1897- 1898.

[2]乎慶等.植物抗性基因研究現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報，2002，31（1）：74-82.

[3]翟禮嘉等.現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，1998.

[4]馮斌，謝先芝.基因工程技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[5]高傳生.美國生物技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用[J].國外科技動態(tài)，1989，（10）：38-40.

[6]顧寶根.生物技術(shù)對未來農(nóng)藥的影響[J].世界農(nóng)業(yè)，2000，（2）：27-29.

[7]文擇.21世紀的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)[J].安徽科技，2001，（7）：13.

（作者單位：164300黑河市愛輝區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心）