應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)深化作物栽培學科探討

摘 要 現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展極大地促進了我國農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。以現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)栽培學科中的深入應(yīng)用為研究主題，利用雜交培養(yǎng)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)兩種生物技術(shù)，開展了農(nóng)業(yè)技術(shù)實踐應(yīng)用技術(shù)研究。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代生物技術(shù)；作物栽培學科；雜交技術(shù)；轉(zhuǎn)基因技術(shù)

中圖分類號：S31 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.23.014

隨著我國社會經(jīng)濟與人口的不斷增加，提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平為社會發(fā)展提供有力的農(nóng)業(yè)保障，成為當前農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展研究的重要內(nèi)容。在這一研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用對當前與未來農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展起到了技術(shù)支持作用。正因如此，農(nóng)業(yè)技術(shù)研究者對現(xiàn)代生物技術(shù)開展了深入化應(yīng)用研究，特別是其在作物栽培學科中的應(yīng)用研究，對于作物栽培學科發(fā)展起到技術(shù)支持作用。為此，以生物技術(shù)研究在栽培學科中的深化應(yīng)用為課題，開展了此次研究工作。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)原理、發(fā)展及構(gòu)成

在研究中，首先需要了解生物工程原理、發(fā)展及其構(gòu)成，進而為生物技術(shù)研究發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

1.1 現(xiàn)代生物技術(shù)原理與應(yīng)用領(lǐng)域

現(xiàn)代生物技術(shù)，也稱為生物工程技術(shù)，其主要原理是在分子生物學基礎(chǔ)上創(chuàng)建的，新型生物類或新生物機能的實用型技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學和工程技術(shù)相結(jié)合的生物技術(shù)學科。在當前的科學實踐中，現(xiàn)代生物科技應(yīng)用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、環(huán)境生物技術(shù)、工業(yè)生物技術(shù)、醫(yī)藥生物技術(shù)與海洋生物技術(shù)等各類生物技術(shù)研究領(lǐng)域。

1.2 生物科學發(fā)展與構(gòu)成研究

生物科學技術(shù)的起源來自于古代發(fā)酵技術(shù)，經(jīng)過古代與近代微生物釀造發(fā)酵技術(shù)發(fā)展階段，形成了當前的現(xiàn)代生物科學技術(shù)。在技術(shù)應(yīng)用實踐中，現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)釀造發(fā)酵技術(shù)的區(qū)別在于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)只是生物機能的利用；而現(xiàn)代生物技術(shù)則是科學技術(shù)人員利用創(chuàng)造與改造技術(shù)方法，形成全新的生物類型和生物機能，進而為人類社會服務(wù)[1]。其主要起源于20世紀50年代的生物分子學理論，結(jié)合了細胞學、微生物學及基因?qū)W等各類生物科學理論，形成的新型生物技術(shù)學科。當前，現(xiàn)代生物科學技術(shù)主要由分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫學、遺傳學、生理學和系統(tǒng)生物學等各學科構(gòu)成；同時，結(jié)合了化學、化工、計算機和微電子等其他類型學科內(nèi)容，進而形成了一門多學科互相滲透的綜合性學科。

2 當前農(nóng)業(yè)作物栽培學科實踐研究

農(nóng)作物栽培學作為農(nóng)業(yè)技術(shù)科學重要的一個分支，對當前的農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展起到了不可忽視的作用。在這一學科領(lǐng)域中，其概念與實踐應(yīng)用內(nèi)容如下。

2.1 作物栽培學概念分析

栽培學是以研究作物的生長發(fā)育規(guī)律與環(huán)境條件的關(guān)系、有關(guān)的調(diào)節(jié)控制技術(shù)及其原理為主要任務(wù)，是一門綜合性的技術(shù)科學。在這一概念研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，栽培學概念要點在于以下3個方面。首先，以農(nóng)作物栽培過程為研究核心；其次，研究重點包括農(nóng)作物生長規(guī)律特與環(huán)境條件因素間的關(guān)系；最后，如何利用生長條件以及環(huán)境因素的調(diào)節(jié)控制技術(shù)，改善農(nóng)作物栽培與生長質(zhì)量，降低生長周期的綜合性學科。這一學科應(yīng)用研究的開展作用包括提高農(nóng)作物栽培生長的數(shù)量和質(zhì)量，降低農(nóng)作物生產(chǎn)整體成本，提高農(nóng)民生產(chǎn)勞動效率，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益的提升等現(xiàn)實意義。

2.2 栽培學實踐應(yīng)用探討

在人類農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展中，栽培學一直伴隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷進步與發(fā)展。通過對最早期的野生植物進行人工培育，使其具有生產(chǎn)價值與經(jīng)濟性狀，再經(jīng)過培養(yǎng)使其遺傳性趨于穩(wěn)定，使之成為可以適宜人類長期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作物植物，就是最早期的栽培學應(yīng)用過程。隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，當前的農(nóng)業(yè)栽培學已經(jīng)發(fā)展到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個層面與領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，栽培技術(shù)的應(yīng)用主要包括了以下內(nèi)容。一是新型作物品種的培養(yǎng)。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于高產(chǎn)、防病性強、營養(yǎng)豐富等新型作用品種的需求正在不斷增加。在這一需求引導下，栽培技術(shù)人員開展了新型作物栽培研究工作，如高產(chǎn)糧食作物、抗病性強的蔬菜作物等新型作物的培養(yǎng)，保證了農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展。二是新型品種的推廣培養(yǎng)。新型農(nóng)作物在實驗推廣過程中，會受到地區(qū)氣候、土壤等各類因素影響，出現(xiàn)變異、病蟲害、退化減產(chǎn)等各類問題。而當?shù)氐脑耘嗉夹g(shù)人員就需要結(jié)合地方特點，開展實地的栽培技術(shù)研究，提高新型品種的適應(yīng)性。三是作物改良研究。新型農(nóng)作物改良研究，是促進作物質(zhì)量提升的重要工作。將新型作物品種與地方優(yōu)秀品種進行雜交改良，提高地方優(yōu)秀品種質(zhì)量，避免品種退化的栽培研究，一直是農(nóng)業(yè)研究的重要內(nèi)容。

3 生物技術(shù)在栽培學中的應(yīng)用研究

將現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用到栽培學實踐研究中，是當前栽培學科技術(shù)發(fā)展的重要措施。在農(nóng)業(yè)技術(shù)研究中，生物技術(shù)的應(yīng)用有助于新型作物培養(yǎng)的開展。在栽培學實踐中，現(xiàn)代生物技術(shù)的深化應(yīng)用包括了雜交與轉(zhuǎn)基因技術(shù)兩項主要技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 雜交技術(shù)應(yīng)用實踐研究

作為生物技術(shù)主要內(nèi)容，雜交技術(shù)經(jīng)過多年實踐應(yīng)用，在栽培技術(shù)學科領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在雜交技術(shù)發(fā)展中，分子生物技術(shù)、遺傳學等生物技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了新型雜交作物品種質(zhì)量的提升。形態(tài)改良主要是利用雜交過程培養(yǎng)出作物株型形態(tài)優(yōu)秀的農(nóng)作物；而雜種優(yōu)勢則是利用雜交過程，提高作物的遺傳特性。兩者結(jié)合即可培養(yǎng)出產(chǎn)量高、抗病性強、遺傳穩(wěn)定的新型作物種子。當前，在我國水稻雜交技術(shù)中，現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用包括了以下幾點。一是利用生物分子技術(shù)對作物進行雜交改良，培養(yǎng)出超高產(chǎn)與品質(zhì)改良、抗病抗逆性協(xié)調(diào)性，提高新品種作物的整體質(zhì)量；二是進一步將分子生物技術(shù)融合深入到常規(guī)育種過程中，更好地發(fā)揮出分子生物技術(shù)在作物改良中的作用；三是結(jié)合雜交新品種推廣過程，改變雜交研究分子改良技術(shù)多是從單個基因或性狀入手的現(xiàn)狀，建立整體化的研究調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，做好系統(tǒng)化的作物改良研究體系建設(shè)[2]。

3.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用主要問題

在現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用研究中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展極大地推動了作物栽培學發(fā)展進程。在當前的作物栽培技術(shù)應(yīng)用中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用為新型作物品種培養(yǎng)指出了新的方向。生物轉(zhuǎn)基因技術(shù)在新作物研究中，可以發(fā)揮出以下作用。首先，可以提高作物產(chǎn)量。在農(nóng)作物特別是糧食作物栽培研究中，農(nóng)業(yè)技術(shù)研究者通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將作物基因中融入高產(chǎn)作物基因，培養(yǎng)出高產(chǎn)、高質(zhì)量的糧食作物，為解決世界糧食危機提供了支持。其次，培養(yǎng)出特殊要求的作物品種。在作物栽培研究中，根據(jù)地方氣候、土質(zhì)和病蟲害等因素培養(yǎng)出新型的作物品種，是栽培技術(shù)研究的重要內(nèi)容。例如，在我國棉花栽培研究中，為了降低棉鈴蟲對作物的危害，農(nóng)業(yè)技術(shù)人員將危害棉鈴蟲消化道的Bt殺蟲蛋白基因進行改造，再將其轉(zhuǎn)到棉花基因中，培養(yǎng)出了新一代抗蟲害性能較高的棉花作物。最后，做好太空作物基因轉(zhuǎn)嫁研究。隨著太空作物理念的出現(xiàn)，如何將太空變異作物中的新型優(yōu)勢基因進行提取，進而將其轉(zhuǎn)嫁入已有作物中，發(fā)揮太空作物基因優(yōu)勢，是當前轉(zhuǎn)基因作物研究的重要內(nèi)容。但需要注意的是，轉(zhuǎn)基因作物因其破壞了作物基因的穩(wěn)定性，進而會出現(xiàn)一些危害性變化，進而造成了社會中對轉(zhuǎn)基因作物安全性的信任危機。

4 結(jié)語

現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，對于農(nóng)業(yè)栽培學科發(fā)展與實踐應(yīng)用水平的提升起到了技術(shù)支持性作用。為此，農(nóng)業(yè)技術(shù)研究者針對現(xiàn)代生物科技與栽培學科技術(shù)特點與應(yīng)用實踐內(nèi)容，利用作物雜交與轉(zhuǎn)基因技術(shù)兩種常用的生物技術(shù)，深入開展了栽培學科實用研究，為農(nóng)業(yè)作物新品種栽培研究提供理論支持。

參考文獻

[1]李旭萍.應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)深化作物栽培學科研究的商榷[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2013（3）：84.

[2]曹衛(wèi)星，朱艷，田永超，等.作物精確栽培技術(shù)的構(gòu)建與實現(xiàn)[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（19）：3955-3969.

（責任編輯：劉昀）