生物技术在农业的应用和前景

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1、生物技术在农业上的应用和前景摘要：生物技术的定义为应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务。生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作

2、物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。因此生物技术在农业上的应用主要集中在育种，转基因，病害虫防治。关键词生物技术育种转基因病害虫防治（一）生物技术在育种的应用1.林木组织培养育种的现状和进展。自60年代以来利用生物技术育种

3、的植物已达近1000种，1978年，美国豪惠公司利用火炬松优树的组培苗进行小面积的造林，而美国的北卡州立大学南方林业研究中心也在进行同样的实验，1983年美国斯苗圃已经有达100万株左右的组培苗，另外德国，法国，加拿大，巴西也在不同的育种领域上进行比较系统的研究，是育种能够进入实用化阶段。70年代以来，中国科学院，中国林科院林业研究所，南京林业大学，北京林业大学，东北林业大学和许多的地方的林业科研究所和学校都开展了这方面的研究，先后分别有杨属，杉木，马尾松，泡桐，桉树，落叶松，火炬松，湿地松，马褂木，柚木，竹子等物种从

4、器官，成熟胚，花药和愈伤组织诱导成苗，自1983年国家实施“六五”林业科技术攻关计划以来，我们的林木组培育苗研究已从实验室走向工厂化大生产。2.林木细胞工程育种。林木细胞工程育种主要有，细胞胚胎发生和植株再生，人工种子技术，细胞工程育种的理念主要来源于1902年haberlandt提出的植物细胞的全能性，通过植物体细胞杂交原生质体的分离。植物细胞之间有果胶质粘连，每个细胞之外还有一层纤维素组成的壁，因此，在分离原生质体时，首先要在一定浓度的酶液(果胶酶与纤维素酶)中保温，消去果胶质与纤维素后才能使原生质体分离出来，原生

5、质体的融合。不同种之间原生质体的融合，须选用一种融合诱导剂(聚乙二醇，或高钙CaCl2.2啹O,0.05M溶于甘露醇0.4M和pH10.5)诱导融合。它们的诱导率可达20～50%。杂种细胞的选择与培养。细胞融合后要把杂种细胞选择出来。一般都利用各种生化指标和遗传标记来选择和鉴定。例如，使用天然的或人工诱变的突变体，如白化苗、营养缺陷型、抗药性突变体等，或根据不同材料对激素敏感性不同，生长差异等，来设计适合的选择系统。如果融合的原生质体一个是白化，另一个具叶绿体,就可用机械的方法，把融合的细胞在倒置显微镜下把它们挑选出来

6、进行培养。这些细胞培养到各个发育阶段，如愈伤组织、分化苗和根，都需要更换培养基，才能使它们顺利地再生成植株。林木的体细胞育种技术从70年代后期就开始了，到80年代后期-90年代初期得到迅速的发展，并获得了极大的成功，全世界在体细胞诱导成功的100多种植物中，就有40多中来自木本植物中。（二）生物技术（转基因）在农业上的应用1983年世界上第一例转基因植物在美国成功培植，标志着转基因技术的正式诞生。在随后近20年时间里，转基因技术获得了迅猛发展，2001年全球转基因（GM-geneticallymodified）作物种植

7、面积超过5000万公顷，2002年更是创出了历史新高，达5867万公顷。自转基因（GM）作物中获益的农民数量从2000年的350万增加到了2001年的550万。2001年度从GM作物中获益的农民有3/4以上是资源贫乏地区的种植者。目前全世界80%的转基因农作物出自孟山都（Monsanto）、杜邦等5家跨国公司。这些公司拥有相关基因、作物和种子的专利权，对转基因产品的市场拥有垄断性的控制权。美国是转基因技术应用最多的国家。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来，目前占美国农产品年产量70%的大豆、45

8、%的棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产,其种植面积占全球转基因作物种植总面积的66%。目前，大约有20多种转基因农作物的种子已经获准在美国播种，包括玉米、大豆、油菜、土豆和棉花。据估计，从1999年到2004年，美国基因工程农产品和食品的市场规模将从40亿美元扩大到200亿美元，到2019年将达到750亿美元。在英