农业生物技术.pdf

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1、專題報導生物科技的應用農業農業生物技術生物技術生物技術就好像煉金術一樣，化腐朽為神奇，具有點石成金的妙用。然而你知道什麼是生物技術嗎？為什麼二十一世紀是生物技術的世紀呢？它是如何應用在農業生產上呢？它在應用上又有何極限呢？■洪健睿　張清俊什麼是生物技術生物技術，簡單來說就是一門應用生物的科學，即利用生物學原理，在生物體內生產實用產品的一項技術。例如，利用魚類生長激素在鮭魚體內大量表達，使鮭魚體重增加五到十倍以上。此項技術正應用到人類醫藥的生產、農業產量的增加、農業疾病防治，以及生態防護等方面。生物技術的誕生，得從基因操作技術談起。基因操作技術源

2、起於一九五三年華生（JamesWatson）和克立克（FrancisCrick）二人對去氧核醣核酸（DNA）雙股螺旋結構的預測。到了一九七二年，史丹佛大學史坦利．可漢（StanleyCohen）教授發現質體DNA能送到大腸桿菌中進行體外大量培養；以及加州大學賀伯特．波義耳（HerbertBoyer）教授發現革命性酵素──依可阿萬（EcoR1），利用此限制性核酸酵素，能將質體DNA的特定片段核酸切割下來，從此開啟了基因操作技術的時代，經由二十世紀末的百家爭鳴，進入了二十一世紀百花齊放的農業生物技術年代。生物技術中常用到的，有基因重組與基因轉殖等技

3、術。什麼是基因重組技術？簡言之，就是一項在體外進行去氧核醣核酸剪接的技術。利用限制性核酸酵素，將特定的基因從染色體上切下，再用核酸連結酵素，將剪下的基因連接到特定的載體上，最後將含有特定基因的載體送到大腸桿菌內培養，以便獲得大量的特定基因。然後配合基因轉殖技術，將特定基因送到動物或植物體內表達，以達到基因轉殖的目的。這裡所稱的載體，有時也被叫作質體，它是細菌體內游離的核酸，具有承接外源基因以及將其帶至特定細胞內的能力。至於基因轉殖技術，則是利用轉殖器如顯微注農業動植物有用基因的基因重組射器或基因鎗，將含有特定基因的質體送到動物或植物體細胞及胚中

4、，使特定基因在與轉殖簡要流程圖。體內發揮功能的技術。限制性核酸酵素切開質體生物技術在農業上的應用基因重組質體核酸連結酵素糧食與農產品的增產，以及抗病品有用外源性基因種的育成，在開發中國家如非洲和大陸（如生長激素或植物抗病基因）等地區是相當重要的，其中以抗病基因的轉殖成效最為快速與顯著。含外源性基因的載體植物生物技術可區分為植物組織培基因轉殖技術養技術及基因轉殖技術。植物組織培養（顯微注射及基因鎗）基因轉殖技術，主要是基於每一個植物細胞都有潛力進行複製、分化、發育成一株完整動植物植株的特色。此項技術應用範圍廣泛，轉殖體大致可分為：用來生產無病種苗

5、；採用懸浮方式大量培養細胞，做為抗病育種的篩選體中，藉以改變植物的各項特質，或利用植物材料；利用細胞融合方式，從事雜交育種工做為生產工廠。此一技術的發展，打破了種間作，以節省傳統育種過程所需耗費的土地、人雜交不親和性的傳統育種藩離。以下列舉一些力與時間；用來保存種原，增進生物的多樣基因轉殖植物的應用。性，避免原生種因生態環境的人為破壞而滅改變植物的栽培與生產方式，提高生產力絕；商業化的大量繁殖、生產苗種，台灣大宗──由於雜草與作物競爭養分與空間，導致作外銷的蝴蝶蘭，其瓶苗生產即是利用此一技物生長速率降低，於是開發抗殺草劑的基因轉術；以及用來生產

6、抗癌藥物如紫杉醇等醫藥品殖植物成為努力的方向。此型植物也是目前栽及工業原料。植面積最多的基因轉殖作物，美國種植的大豆基因轉殖技術，是基因重組技術與植物組大約70％是具抗殺草劑的基因轉殖大豆。織培養技術二種技術的結合。此一技術可以將改變觀賞植物的外表性狀，如改變花卉作來自微生物、動物或植物的外源基因導入植物物的花色──目前在市面上所看到的藍色玫瑰花、淡紫色康乃馨等都是基因轉殖的產品，這些花色利用傳統雜交育種方法是無法達成的。增進食物的營養及風味──第三世界國家的兒童，每年因為維他命A缺乏，導致各種疾病而死亡的人數高達百萬人。瑞士科學家利用基因轉殖

7、技術開發出的黃金米，富含胡蘿蔔素，可以做為維他命A藉由基因轉殖方法，將負責合成藍色花青素色素體的酵素基因殖入正常玫瑰花（左圖）所培養出的的豐富來源，有助於解藍色玫瑰花（右圖），利用傳統雜交育種方法培育不出這種花色。決此一營養缺乏問題。分子生物農場──例如將來自於水蛭的水蛭素基因轉殖入植物二○○中，所生產出來的水蛭○年︽素可用來治療與血栓形科學月成有關的疾病；生產可刊︾第287食性疫苗，例如將來自期於病原微生物的表面抗利用基因轉殖技術，將負責合成胡蘿蔔素的三個酵素基因轉殖入正常水稻（左圖）中所開發出來的黃金米（右圖），富含胡蘿蔔素，可以做為維他命

8、A的豐富來源。原基因轉入植物中，並24科學發展2004年1月，373期專題報導生物科技的應用使其大量地表達在可食性的植物組織部位，人在的危險性，如容易