摘 要： 随着科技水平的不断提高,生物技术不断成熟,被大量应用于各领域。文章主要探讨了生物技术在各领域中的应用,以及为各领域带来的突破——生物技术在植物、动物上的应用,为各领域带来了优质的新品种,同时提高了产品的品质,产生了一定的经济效益,促进了生态农业的稳固发展。
关键词： 生物技术; 生态农业; 应用;
随着现代生物科技的广泛应用,新品种改良得以实现,传统的资源依赖性应用向科技化转型。生物技术是农业范畴新兴的一种高新技术,近些年在我国得到了科研人员的高度重视,给农业生产带来了非常可观的发展前景。现代农业生物技术重点被应用于植物品质的优化改良、抗性、能源短缺以及生物农药等方面,并取得了重要的成果。现阶段,人们生产生活中需加以重视的问题就是身心健康、能源利用以及环境等问题,而生物技术的出现大幅度解决了这些问题,为可持续发展提供了技术支持。
1 、生物技术的重大意义
生物技术作为一种新兴的高科技,不仅是农业发展的基础保证,更关系其他产业的稳固发展。生物技术的重大意义,主要表现在以下几个方面:1)能培育高品质、高产量、高抗性的农作物。2)生物技术对禽类、兽类、鱼类以及林业都有重要作用,能为畜牧业培养优良的品种,优化畜牧业发展。3)地球的资源是有限的,能源持续消耗问题一直是人类面临的巨大问题,而生物技术不仅能遵循自然规律培育可再生资源,还能充分利用各资源,促进能源的再利用,有效解决资源短缺的问题。
2 、生物技术在发展生态农业中的应用
农业作为经济发展最基本的领域,是各行业发展的基础,目前,诸多国家已经将农业生物技术作为发展的首要领域,目的在于利用农业生物技术有效解决资源短缺和环境污染问题,促进资源再利用、高效生产等。
2.1 、良种选育,品质改良
生物技术可被用于人们的日常生产生活中。将一个品种或品类的理想遗传性转入另一种品种或品类,最终得到一个新品种,就是农业上的改良品种,这种改良品种具有高产量、高品质、高抗性等优质特点,生物技术因此成为农业上应用极其广泛的技术。通过生物技术进行品种改良,能改良农产品的色、香、味、形等状态,不仅能转变成分含量,还能加速果树的生长,提高农产品的抗性,使农产品更具经济效益,为人们提供更多选择。例如,我国农业大学的学者将高赖氨酸基因导入玉米,获得的转基因玉米赖氨酸含量提高了1O%;欧阳卫国[1]将富脯氨酸基因成功地导入水稻获得转基因植株,提高了籽粒的蛋白质含量,使玉米品质得到了很大的改善;有科学家将冷水生长的鱼身上的基因转移到西红柿中,使之变为具有抗冻性的西红柿,不仅延长了西红柿的生产期,还有利于储藏,增加了西红柿的经济效益;有科学家提取矮牵牛中的蓝色基因导入玫瑰花,得到了蓝色的玫瑰花,为人们提供了更多选择。
2.2、 提高植物抗性
2.2.1、 抗逆性
在农业领域,利用常规方式培育的植物抗逆性较低,而利用生物技术提高植物的抗逆性效果尤为可观。农作物所处的非生物逆境包括干旱、盐碱、冷冻、高温、营养盆瘤、重金属胁迫、水灾、紫外线等。随着生物技术的不断突破,科研人员对农作物非生物逆境的研究不断深入。目前,世界各国都在运用生物技术进行植物研究,包括植物抗寒性、生化以及分子的生物学机制,并培育了具有高抗旱性的优良品种[2]。例如,我国已经克隆了脯氨酸合成酶、山菠菜碱脱氢酶、磷酸甘露醇脱氢酶等与耐盐相关的基因,通过遗传转化获得了耐盐转基因苜蓿、草莓和烟草,而这些转基因植物已经被成功种植在试验田,进入了实验阶段。
2.2.2 、抗虫性
农业一般采用化学方法进行杀虫,其中的化学成分给农作物带来了不小的伤害,使农作物残留化学成分,危害人体的健康,而生物技术中的基因工程能成功解决这一问题。中国科学家在1991年成功将苏云金芽孢杆菌Bt杀虫晶体蛋白基因导入棉花,使培育中的棉花具备了一定的抗虫性,免去了化学成分驱虫的危害。由此可见,利用新基因导入能使农作物产生良好的抗虫性。
2.2.3 、抗病性
农作物生产过程中,一个重要的部分就是病害问题。经过科研人员的不断研究,运用基因工程研发抗病植物,相较于常规除病害方法效果更佳。目前,被大量应用的就是提取病毒的待客蛋白基因导入植物,使植物获得这一基因,从而产生抗病性。我国科学家利用基因工程提取了一种名为黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA基因,再转移到烟草、黄瓜等植物上,获得了免虫害基因,为农作物的生长带来了很大的帮助。
2.2.4 、抗寒性
一些植物的抗寒性较弱,在冬季,大部分植物都难以抵挡寒冷,甚至熬不过冬季就会死亡,南方冬季天气植物的死亡率相对较低,北方大部分植物都因难以适应寒冷而死亡。利用生物技术能培育具有一定抗寒能力的转基因植物,进而提高农作物的产量。
2.2.5 、抗金属性
随着科技的不断进步,工业化水平越来越高,人类的生产和生活给生态环境带来了巨大的破坏及污染。例如,矿石的大量开采会给环境带来金属污染,使土地变质,影响农作物的生长,甚至会导致植被矮小、产量降低。应用生物技术研制转基因农作物,能增强其对金属的抗性,使作物快速生长,从而增加农作物产量。
2.3、 研发转基因农药
随着人们生活水平不断提高,对绿色有机食品的需求逐渐增加,为了满足人们的健康需求,必须减少农作物的农药残留。目前,科学家对农药产业的研究逐渐加强,具有最新分子的农药的研制及应用逐渐增加,转基因农药被广泛应用,有效减少了传统农药对农作物的伤害。
2.4、 培养植物组织
生物技术利用组织技术研制生长激素以及农用疫苗,以防虫、杀虫,有效达到了保护环境的效果;同时,利用细胞的移植技术将花蕊以及子房从本体中剥离,研制再生植物,这种再生植物更具稳定性,不仅加速了植物的生长,还能提高植物的品质。另外,利用生物技术中的细胞融合方式进行各种植物的杂交培育,大幅度加快了植物的生长速度,代替了某些生长过程较长的植物,有效保护了植物的种源,促进了生态平衡。
2.5 、研发植物生物反应器
植物生物反应器是以农作物为细胞工厂,生产大量医用蛋白、工农业酶、可降解的塑料、脂肪等。应用植物生物反应器研制乙肝抗免疫、动物口蹄疫、结核病等药物,使医疗事业获得了前所未有的突破,为人类生活与发展作出了巨大贡献。此外,Large Scale Biology公司和斯坦福大学将处理后的烟草叶子作为主要的病毒载体,成功研制了一种能抗击肿瘤的疫苗,这种疫苗能有效抑制肿瘤细胞恶化,阻止细胞恶性生长[3,4]。
3、 结束语
农业生产中,利用生物技术能有效转变生产方式,改变传统的生产模式,高效生产高质量、高品质的农作物,促进资源的循环利用,达到农业生产的可持续发展目的,提高农业生产资源的利用率,有效减少环境污染,为人类可持续发展、维持生态平衡作出巨大贡献。
参考文献
[1]欧阳卫国.深圳高效生态农业发展的实践探索[J].特区实践与理论,2019(1):41-44.
[2]徐康祺.生物技术在发展生态农业中的前沿应用[J].中国农业信息,2017(16):53-54.
[3]秦红灵,魏文学.微生物生物技术在现代农业体系中的生态意义[J].中国农学通报,2007(10):249-253.
[4]赵丽萍,许卉.植物基因工程及其在农业中的应用[J].滨州师专学报,2004(2):26-30.
