農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生物技術(shù)

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1植物遺傳工程

目前的植物基因工程可通過生物載體細(xì)胞注射、基因槍高速細(xì)胞子彈轟擊等技術(shù)向幾乎所有的植物輸入外來植物基因。以前導(dǎo)入植物體的外源基因只限于外源報(bào)告標(biāo)記基因，抗卡那霉素和抗潮濕鏈霉素基因。最近已導(dǎo)人了BUR等抗除草劑基因、鑲嵌病毒外殼基因、雞蛋蛋白基因、豆血紅蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外，抗病、抗蟲基因的導(dǎo)入也有所報(bào)道，對(duì)于控制單寧合成的酶基因已被克隆。

目前關(guān)于植物—病原物相互關(guān)系的分子生物學(xué)研究主要著眼于病原物基因工程，即從病原菌中或植物本身克隆制備出致病基因與調(diào)節(jié)基因，以及獲得病原物的特異性DN段用于病原分類及病害檢測(cè)。

自1986年首次獲得能抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草植株后，目前已利用基因工程獲得許多抗病毒植株，如抗花葉病毒首楷，抗花葉病毒黃瓜，抗X病毒和Y病毒馬鈴薯等。

生物誘導(dǎo)廣泛應(yīng)用于植物對(duì)真菌、病毒及類病毒、細(xì)菌等病原物抗性的誘導(dǎo)，在煙草、黃瓜、西瓜、甜菜、馬鈴薯、小麥、蘋果、番茄、棉花、水稻等諸多植物中已見報(bào)道。生物誘導(dǎo)包括:用非病原菌誘導(dǎo)，用異種病原菌誘導(dǎo)，用弱致病力菌株誘導(dǎo)，用熱殺死的病原菌誘導(dǎo)等方法，誘導(dǎo)對(duì)病原菌的抗性。

生物技術(shù)創(chuàng)造了越來越多的基因植物，如消除了腐爛基因的耐貯存番茄，抗病蟲害長(zhǎng)頸南瓜，抗蟲害轉(zhuǎn)基因土豆，抗棉鈴蟲棉花，抗白葉枯病轉(zhuǎn)基因水稻等等。

植物細(xì)胞工程包括莖尖脫毒、快速繁殖、花藥、小抱子培養(yǎng)、染色體工程、單倍體育種、原生質(zhì)體培養(yǎng)、細(xì)胞融合等技術(shù)。

植物細(xì)胞融合技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交中的不親和障礙，更加廣泛地組合起多種植物的優(yōu)良遺傳性狀，從而培養(yǎng)出理想的植物新品種。脫毒快速繁殖技術(shù)在經(jīng)濟(jì)作物、花卉、果樹上應(yīng)用效益顯著，快速繁殖成功的植物已有四百多種，其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、蘭花等等已投入生產(chǎn)。

在作物育種方面，用花藥培養(yǎng)和染色體工程育種等技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)結(jié)合的方法已培育出許多具有特殊抗性、耐性的優(yōu)良新品種，利用花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得純合基因型已在小麥、水稻等谷類作物上廣泛應(yīng)用。以原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株方面，近幾年內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要經(jīng)濟(jì)作物已成功地從原生質(zhì)體再生成植株，特別是一直認(rèn)為難以培養(yǎng)的禾谷類，如水稻、大麥、小麥、谷子、高粱的原生質(zhì)體培養(yǎng)都已相繼突破。木本植物成功的例子也逐漸增加。藥用植物與真菌原生質(zhì)體培養(yǎng)的進(jìn)展也十分迅速。以上的成就，為利用原生質(zhì)體的遺傳操作改良農(nóng)作物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

利用原生質(zhì)體融合獲得體細(xì)胞雜種，最近又研究出了利用卡那霉素和潮濕鏈霉素的抗性互補(bǔ)來選擇雜種細(xì)胞的方法。中國在單倍體研究上一直處于國際領(lǐng)先水平，原生質(zhì)體培養(yǎng)及細(xì)胞融合研究也趨于國際同類研究水平。

2動(dòng)物遺傳工程

動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胚胎移植(ET)技術(shù)對(duì)提高動(dòng)物的生產(chǎn)率和繁殖力有重要意義，世界范圍內(nèi)已加以多方面的研究利用。ET技術(shù)已在兔、馬、豬、牛、羊等動(dòng)物上相繼成功，但只有牛的ET技術(shù)達(dá)到了非手術(shù)利用階段，所以牛胚胎移植進(jìn)入商品化，在美國、加拿大、日本等國推廣較大。日本已利用ET技術(shù)擴(kuò)繁可提供精子用于人工授精的種公牛，1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通過ET技術(shù)可使母牛分娩雙胞胎或多胞胎，這種一胚多產(chǎn)的核移技術(shù)在日本已獲成功。

中國的單克隆抗體研究始于八十年代，至今已研制成功幾干種單克隆抗體應(yīng)用于畜禽疫病。在禽畜的性狀選擇育種上，采用DNA指紋鑒定技術(shù)識(shí)別DN段可加速選擇過程。

微生物工程的微生物農(nóng)業(yè)和微生物開發(fā)，部分解決了養(yǎng)殖業(yè)的飼料問題。用微生物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料，在前蘇聯(lián)年產(chǎn)量約為130萬噸，美國年產(chǎn)80萬噸;以米糠為基礎(chǔ)，添加含桿菌、鏈球菌、酵母菌等微生物作為飼料添加劑喂養(yǎng)豬、牛、雞，能夠分解禽畜糞中的有害氣體，減少環(huán)境污染，提高飼料吸收率，提高肉、奶產(chǎn)量。此外，近年來通過生物技術(shù)在食用菌的遺傳育種學(xué)上獲得了廣泛的重視。通過原生質(zhì)體培養(yǎng)，用PEG法和電場(chǎng)誘導(dǎo)法為誘導(dǎo)突變體和遠(yuǎn)緣雜交開辟了一條新的途徑，涉及的菇種有香菇、平菇、金針菇、木耳、草菇等。

3生物固氮

菌根菌對(duì)植物生育的促進(jìn)作用近年來逐年受到關(guān)注。菌根菌的菌絲可以幫助作物根毛吸收范圍更大的土體中的移動(dòng)速度緩慢的磷酸鹽離子和鉀離子。VA菌根菌不但可以改善土壤環(huán)境，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收，而且對(duì)抗御作物的某些土傳性真菌病害具有十分重要的作用。

VA菌根真菌與根瘤菌雙接種對(duì)綠豆、蠶豆、花生、大豆等作物具有良好的生長(zhǎng)效應(yīng)。科學(xué)家對(duì)豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究從經(jīng)典的生態(tài)學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)研究步入了分子生物學(xué)領(lǐng)域。在根瘤菌方面，已確認(rèn)有結(jié)瘤和固氮兩個(gè)基因組參與完成共生固氮作用。

4生物防治

由于地球環(huán)境日益惡化，生物防治植物病蟲害的方法受到重視，生物防治包括天敵防治和微生物制劑防治。微生物制劑包括細(xì)菌制劑、病毒制劑和真菌制劑。細(xì)菌制劑以蘇云金桿菌(BT)為主。現(xiàn)在全世界已有60多種BT制劑工業(yè)化商品，能有效防治150多種鱗翅目害蟲，年產(chǎn)量達(dá)8000噸左右。BT殺蟲劑與其它微生物農(nóng)藥相比，具有選擇性高、混用性強(qiáng)、毒力強(qiáng)、速效、無污染等優(yōu)點(diǎn)，因而廣受歡迎。植物細(xì)菌殺菌劑是以放線菌類的鏈霉菌屬為基礎(chǔ)制成的，防治菜豆、大豆和其它作物的細(xì)菌病害，可使細(xì)菌病害感染率下降7。%。目前正進(jìn)行基因篩選組合，以制出廣譜新菌種，獲得BT基因?qū)胫仓曛信囵B(yǎng)出抗病蟲植株。利用目前的優(yōu)良菌種，培育出不產(chǎn)芽抱，只產(chǎn)晶體的高效菌株是正在開發(fā)的新技術(shù)。

病毒生物制劑是以核型多角體病毒(NPV)的顆粒體病毒為基礎(chǔ)制成的，目前已生產(chǎn)出防治甘藍(lán)夜蛾、棉鈴蟲、黃地老虎、美國白蛾等害蟲的病毒制劑。真菌生物制劑中有蠟蟻輪枝菌制劑用于防治溫室白粉虱;白僵菌制劑防治馬鈴薯甲蟲和溫室煙薊馬;座殼抱菌制劑防治黃瓜溫室白粉虱;木霉菌制劑防治根腐及其它植物病害;

單端抱霉素防治黃瓜白粉病;腔蠢盤抱劑防治白粉病等。

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)對(duì)生物技術(shù)日見倚重，到2000年，運(yùn)用生物技術(shù)和其它增產(chǎn)措施將占世界糧食增產(chǎn)的5/6，農(nóng)業(yè)中出現(xiàn)的問題最終也將由生物工程來解決。