生物技术在农业上的应用

生物技术在农业上的应用

作者：周彦忠

来源：《现代农业科技》2008年第04期

摘要 分别从植物保护、育种、提高土壤肥力几个方面介绍了生物技术在农业上的应用情况、发展前景及有关问题，以期推广该项技术。

关键词 生物技术；植物保护；人工种子；组织培养

中图分类号 S188文献标识码A文章编号1007-5739（2008）04-0217-01

将生物技术应用于农业，可提高农业效益，加快农业现代化进程，对于实现农业可持续发展有很大益处。

1生物技术在农业制种中的应用

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1.1利用基因工程

所谓基因工程，就是将某种生物的遗传基因分离出来，加入另一种“目的基因”，进行重新组合，从而改变生物的遗传信息，创造新物种。利用这一技术，各国科学家培育出了大量的动植物新品种。如我国科学家培育出的含胰岛素的番茄、降血压的稻米、夜间发光的花卉等。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，他们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。

1.2人工种子

建立并发展人工种子技术是为了快速繁殖优良品种或杂种，对于一些难以用种子繁殖的品种或遗传性状不稳定、育性欠佳的植物种，尤其是一些通过遗传工程创造的新型植物种，都可用人工种子技术繁殖。

1.2.1利用不定芽诱导。据报道，利用不定器官或不定芽途径再生的植物品种达200种以上。

1.2.2利用体胚培养。目前也有近200种植物通过离体培养产生了体胚。例如用海藻酸钠做包埋剂，由于它对水溶液具有很好的通透性，为防止营养成分渗漏及失水等，可在包埋剂中加入活性碳防蔗糖流失。

1.3组织培养

组织培养目前被广泛用于植物脱毒和快繁，研究十分广泛，主要包括粮食作物、

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果树、蔬菜、油料、糖料、中草药等。

1.3.1单倍体育种。利用植物的花粉、花药、小孢子等单倍体细胞，通过组织培养，培育出单倍体植株。单倍体培养技术在作物品种选育上的应用，可加快纯合、降低误选，提高诱变育种的效率，获得超雄植株，加速远缘杂交的稳定性。

1.3.2快繁。其特点是使用的植物材料少、不受季节和气候限制、繁殖周期短、扩繁速度快等，现已广泛应用于珍稀植物和名贵花木的育苗。我国已建成葡萄、苹果、草莓等多条快繁生产线。

2生物技术在植物保护上的应用

2.1病虫害防治

2.1.1利用各种生物制剂。以生物制剂代替部分化学农药，可增加农业生产的安全性，减少环境污染。如：用于防止鳞翅目害虫的以苏云金杆菌（BT）为主的细菌制剂；以核型多角体病毒（NPV）和颗粒病毒（GV）为代表的病毒制剂；以白僵菌为代表的真菌制剂等。

2.1.2利用基因工程防止病虫害。生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。这

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一技术是通过从微生物中提取抗病虫害基因，将其利用基因工程技术转到作物体内或作物根际微生物中，提高作物自身的抗病虫害能力。

2.2农业上杂草的防治

在这方面主要是利用基因工程培育抗除草剂作物。成功的例子有抗阿特拉津作物、抗草甘膦作物、抗磺酰脲类作物等。

3提高土壤肥力

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。农业生产中使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的，制造氮肥要利用大量能源。另外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。生物技术的利用能为这些问题的解决提供帮助，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性，特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长，真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长，进一步提高土壤养分有效性的可能。

4生物技术发展带来的问题

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4.1作物品种逐渐趋于单一

由于同一地区只种同一种作物，造成抗性基因专一化，使抗性基因所没有涉及的病虫害肆虐，从而造成农作物减产。

4.2基因工程单一性更加突出

试验表明：经10~20代后，杂草、病虫适应了环境，使基因工程作物的抗除草剂和抗病虫害能力下降，甚至失效；而基因工程作物的特性则有可能传给杂草、病菌、害虫，产生超级病、虫、草等，给生态环境带来危害。

4.3生物技术也可能引发环境问题

人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物的同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

转基因作物脱离当地农业生态系统后，一是引发转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题；二是转基因作物通过杂交后产生杂种；三是转基因作物影响食物安全。