农业生物技术 .doc

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1、农业生物技术中国人口众多且还在不断增长，人均农业用地有限，缺少水和其他资源，植物经常遇到生物和非生物胁迫。到2030年，粮食产量必须增加30∽50％才能使年产量达到6.4亿t。因此，在未来30∽40年农业生产率的持续增长是一个非常紧迫的头等大事。　　农业生物技术中国人口众多且还在不断增长，人均农业用地有限，缺少水和其他资源，植物经常遇到生物和非生物胁迫。到2030年，粮食产量必须增加30∽50％才能使年产量达到6.4亿t。因此，在未来30∽40年农业生产率的持续增长是一个非常紧迫的头等大事。　　有几个因素可以影响粮食的单位面积产量。科学和生物技

2、术可以在以下几个方面起作用从而提高生产率：改良作物品种、改善采后处理以及减少干旱和病虫害所造成的损失。从1960年到1985年，通过植物育种学家的努力已经培育出得到极大改良的品种。然而在最近10年间，品种改良的速度大大减慢。这是由于可利用的种质资源是有限的，且植物育种工作者在开展无缘杂交育种过程中常常会遇到种间不亲和的障碍。仅仅依靠传统育种技术，在品种改良方面似乎已不能取得足够的进展，另一方面，农业生物技术最近已得到极很大的发展，预计今后30年在品种改良中将会取得极大的进展。　　在中国消费的所有食物中70％以上来自于禾本科粮食作物（水稻、小麦、

3、玉米、大麦、燕麦、高梁、黑麦和谷子）。因此，本文将简要综述在以下几个方面增加禾本科粮食作物产量的可能性。　　1996年中国的粮食总产据估计为4.9亿t。其中水稻的产量最多，接近1.6亿t。Evenson等（1996）对世界水稻产量的增长进行了估计.他分根据现有知识，估计了水稻产量从1994年到2020年可能的增长幅度（表4.11.1）。*Ｅvenson博士所收集的数据主要是1994年5月之前的。而在1994∽1997年期间在农业生物技术方面有许多未预计到的新的发现和发展，未来的20年中可能会有更多的发现。因此，作物产量的实际增长率可能比表中所列

4、的数据高得多。**通过减少损失来增加产量。　　从表中可以看出，到2020年预计全世界水稻产量可增长56％。如果中国可以达到估计增长值的2/3,即37％，并且其他主要禾谷类作物也能增长同样的幅度，则不用增加农药与肥料用量就足以为中国人提供足够的食物。事实上，当开始使用抗虫和抗病的转基因植物时，化学农药的用量预计将会减少。因此，生物技术的应用对环境也是有益的。应该指出，Evenwon博士在作这一预测时，假设对水稻生物技术研究和开发的资金资助在今后25年内将会继续，就像过去8年左右那样。另外，基础设施和管理也将同时得到改善。　　Toenniessin

5、（1991）和WU（1994）总结了在水稻基因工程方面有潜在应用价值的基因和技术。Toenniessen（1991）所综述的具有潜在应用价值的基因包括：利用不同的细胞质雄性不育体系改良杂交水稻；利用编码杀虫蛋白的基因（如Bt晶体蛋白和蛋白酶抑制剂）提供抗虫性；利用抗真菌、细菌和病毒病的基因；利用提高抗旱和抗盐性的基因等。基中部分包括因在引入水稻后，已表现出有危亡的结果,Wu(1994)对这些结果进行了综述。其中包括编码抗病蛋白（如Bt晶体蛋白、蛋白酶抑制剂、雪花莲凝集素和核糖体去活蛋白）的基因和编码抗病蛋白（如几丁质酶、葡聚糖酶的抗真菌多肽）的

6、基因。下面就对最近的一些研究进展进行综述。增加粮食或种子产量的方法　　利用杂交水稻　通过利用雄性育，袁隆平20年前在中国培育了杂交水稻。杂交稻在中国已经大面积种植，它的产量比常规稻高出近20％。然而，可供田间种植的杂交稻品种很少，因此需要培育更多的品种。此外，其他有用性状，如抗虫病性，对干旱、盐碱和低温的耐性等，也需要通过生物技术引入杂交稻。　　定位高产的数量性状位点（ＱＴＬ）　利用分子生物学技术，如限制性片断长度多态性（ＵＦＬＰ）和简单序列长度多态性（ＳＳＬＰ），人们可以鉴定与高产性状共分离的染色体区域。一个例子就是野生稻种2个ＱＴＬ位点的定

7、位，这2个位点可使水稻产量提高20％（Xiao等，1996）。一旦这种ＱＴＬ位点被鉴定出来，人们就可以利用标记辅助育种把相应的染色体区域比传统育种技术更快地引入水稻优良品种。将来还可能通过遗传图克隆在ＱＴＬ位点上的这2个基因，最终也可能把这些与高产相关的基因通过遗传转化技术引入水委或其他禾本科作物，获得得可育的转基因植株。　　引入外源基因延迟衰老增加产量　在衰老过程中，叶片细胞经过代谢和基因表达的协调变化，导致光合能力的急剧衰减。人们发现，外用细胞激动素可以延缓衰老。Gan和Amasino（1995）的工作表明，通过将编码细胞激动素合成酶的cＤ

8、ＮＡ（受自体调节的启动子所驱动）导入烟草，转基因烟草植株与非转基因植株相比产生了更多的种子和生物量。如果这一有利基因在转基因水稻和其他禾本科植物中也有