生物技術在農業生產領域中的應用研究

鄭鴻斌

當今世界高新技術的開發和應用一日千里，被視為21世紀領頭學科的生物技術在農業生產領域中的應用正蓬勃發展，大有使農業生產發生根本變化之勢。據國際農業生物技術應用服務組織的統計，自1996年轉基因作物商品化以來，全球轉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，轉基因作物種植面積占全球耕地的10%。

1 生物技術在我國農業生產領域中的發展現狀

我國農業生物技術起步晚，與發達國家有一定差距。在國家政策的扶持下，尤其是在國家“863”計劃，“973”計劃和“國家轉基因植物研究與產業化專項”的直接支持下，已取得了很大的成績。目前，我國農業生物技術在一些領域已經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的國家；我國轉基因水稻的研制處于世界先進水平。現如今我國涉及農業生物技術的各類研究機構已超過200家，初步形成了從基礎研究，應用技術研究到產品開發相互銜接，相互促進的創新體系。

2 生物技術在農業領域中的實踐應用

生物技術之所以能夠對傳統農業產生沖擊，是因為它在改變物種性狀、增加抗病害能力、提高單產、改善品質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、低溫等不利環境因素對作物影響極大，其引起的不良結果之一就是氧離子基團的產生，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境的能力。例如，通過基因工程技術，將超氧化物歧化酶基因轉入到作物基因組中，使其表達超氧化物歧化酶蛋白，以抵抗氧離子基團的毒害，這種技術在煙草上已經獲得了應用[1]；另外利用轉基因技術培育出的抗寒、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

蟲害是導致農作物減產的重要原因之一，全世界每年因此損失達數千億美元[3]。如今利用基因工程手段把抗蟲害基因轉入到農作物中，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作物。例如，美國科學家將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉入到煙草及番茄中，并用于大田生產實踐中，其防病率高達90%[5]。

2.3 增加作物新的性狀

雜草是導致農作物減產的重要因素之一，而除草劑在除草的同時也會把農作物殺死，利用基因工程技術可以解決這個問題。例如，將抗草甘膦的基因轉入到植物中，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作物的生長，從而大大減少勞動力，提高糧食產量。目前已經獲得抗草甘膦的轉基因植物有煙草、大豆、番茄、馬鈴薯、棉花等[6]。

2.4 改進農產品的品質

將一些用傳統育種方式無法培育出的性狀通過基因工程手段引入作物，使作物提高營養價值，并達到改善產品品質的目的。近些年來進行的作物品質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，通過轉基因技術，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 生物技術在我國農業發展中的展望

我國農業生物技術及其產業的發展前景是美好的。首先，在國際上發展生物技術的熱度始終不減，仍在你追我趕，激烈競爭。這是由于生物技術多方面的應用價值決定的，而這種應用價值難以很快被其它技術所替代，據國際農業生物技術應用服務組織2011年統計，中國的轉基因作物種植面積已經位居全球第六。其次，我國政府非常重視生物技術在農業上的應用。我國政府已對農業生物技術投入大量資金，此外還在生命科學和生物技術領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業科學研究工作。

綜上所述，生物技術在農業生產領域有著廣泛的發展和應用前景。相信只要我們發揮優勢，奮起直追，我們完全有能力攀登農業生物技術領域高峰，為我國的農業發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用研究進展[J].安徽農業科學，2008， 36（ 5） ： 1897- 1898.

[2]乎慶等.植物抗性基因研究現狀[J].內蒙古師范大學學報，2002，31（1）：74-82.

[3]翟禮嘉等.現代生物技術導論[M].北京：高等教育出版社，1998.

[4]馮斌，謝先芝.基因工程技術[M].北京：化學工業出版社，2000.

[5]高傳生.美國生物技術及其在農業上應用[J].國外科技動態，1989，（10）：38-40.

[6]顧寶根.生物技術對未來農藥的影響[J].世界農業，2000，（2）：27-29.

[7]文擇.21世紀的農業生物技術[J].安徽科技，2001，（7）：13.

（作者單位：164300黑河市愛輝區農業技術推廣中心）