生物技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

徐雅群

生物技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

徐雅群

（沈陽(yáng)師范大學(xué)遼寧沈陽(yáng)110034）

生物技術(shù)產(chǎn)生于1970年代初，其中淋巴細(xì)胞雜交瘤、DNA重組技術(shù)的應(yīng)用已幫助人們解決了很多難題，包括能源、健康、環(huán)境等，獲得了人們的廣泛關(guān)注。文章探討了生物技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

生物技術(shù)；現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)；基因工程；生物農(nóng)藥；生物固氮

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口也在不斷增加。為了滿足人們的正常生活需要，農(nóng)業(yè)技術(shù)亟待提升，以生產(chǎn)出充足、優(yōu)質(zhì)、綠色的產(chǎn)品。目前，現(xiàn)代化信息、新能源、新材料、生物技術(shù)日益重要，已經(jīng)成為支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的四大支柱。文章將細(xì)致分析當(dāng)前生物技術(shù)發(fā)展情況，探究現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中生物技術(shù)的應(yīng)用。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)概述

對(duì)于現(xiàn)代生物技術(shù)，其是對(duì)酶工程、微生物工程、細(xì)胞工程、基因工程等的統(tǒng)一稱謂，其針對(duì)生物部分組織、器官、細(xì)胞，或者生物整體展開(kāi)研究，以DNA技術(shù)為根本，并利用多種生物工程原理，改造生物體。在現(xiàn)代生物技術(shù)中，每一方面都具有獨(dú)特的地方，同時(shí)彼此間相互聯(lián)系、互相作用，共同構(gòu)成一個(gè)整體[1]。

生物技術(shù)的特征如下所示，第一，技術(shù)使用對(duì)象。在使用生物技術(shù)的過(guò)程中，生物是主要的研究對(duì)象。具體而言，大部分借助微生物的使用，小部分利用植物，從不利用不可再生資源，擁有很強(qiáng)的可持續(xù)性。第二，技術(shù)工作原理。在該技術(shù)發(fā)揮作用的過(guò)程中，化學(xué)過(guò)程逐漸被拋棄，轉(zhuǎn)而利用的是生物過(guò)程，而且其解決問(wèn)題的范圍更廣泛，不再受傳統(tǒng)技術(shù)的限制，還可以降低環(huán)境污染，節(jié)約寶貴能源，形成生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、安全、高純度產(chǎn)品的有效途徑，在無(wú)廢生產(chǎn)、工藝生態(tài)化中完成清潔生產(chǎn)的任務(wù)。第三，技術(shù)產(chǎn)物易降解。經(jīng)由生物技術(shù)生成的產(chǎn)品，是可以利用生物快速降解的。同時(shí)，生物降解后產(chǎn)生的物質(zhì)，還可以作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再次利用[2]。總之，生物處理速度高，消耗的能源成本低廉，具有很強(qiáng)的專一性，還可以代替人工合成物、化石能源、化學(xué)藥物等，有利于降低環(huán)境污染，促使經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)可持續(xù)狀態(tài)。

2 生物技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，生物技術(shù)的應(yīng)用可以提升農(nóng)作物品質(zhì)、產(chǎn)量，特別是在如今這一個(gè)糧食匱乏背景下，其具有很好的發(fā)展空間。對(duì)此，我國(guó)政府給予了高度支持，比如“973 ”計(jì)劃、“863 ”計(jì)劃等召開(kāi)，為生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了很大便利。

2.1 基因技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，當(dāng)研究農(nóng)業(yè)作物時(shí)，通常使用的研究手法為數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)。在使用這一原理時(shí)，也就是將微效多基因作為一個(gè)整體，其可以操控某一數(shù)量性狀，比如成熟期、產(chǎn)量、品質(zhì)等。在實(shí)際研究中，工作人員會(huì)發(fā)現(xiàn)一旦環(huán)境改變，微效多基因也會(huì)隨之發(fā)生改變，而且這些性狀的選擇往往是不好的那一方向，比如延長(zhǎng)生長(zhǎng)周期、降低品質(zhì)等。因此，為了進(jìn)一步了解基因變化，研究人員需要進(jìn)行分解研究，整個(gè)操作比較復(fù)雜。

隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，研究人員可以使用基因技術(shù)，完成一個(gè)基因到另一個(gè)品種的轉(zhuǎn)移。通過(guò)這一操作，可以調(diào)節(jié)源于作物品質(zhì)，比如提高產(chǎn)量、改良品質(zhì)等，還可以增強(qiáng)作物抗病能力，起到抗蟲(chóng)害、抗干旱等效果。目前，在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域，使用比較頻繁的目的基因有以下幾種，比如種子貯藏蛋白基因、蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因、植物抗病基因等[3]。該類基因擁有優(yōu)良的品質(zhì)，借助提取使用，可有效調(diào)整作物本身性能，幫助其更好的生長(zhǎng)，同時(shí)改良作物品質(zhì)、提升作物產(chǎn)量。

為了更好的了解農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)人員進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查研究。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整合之后，發(fā)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)，60 %的農(nóng)業(yè)種植都是利用了基因技術(shù)，而且其還處于不斷擴(kuò)大中。在生物技術(shù)利用中，主要采用的模式就是植物基因工程。其中Rubisco酶是主要的研究對(duì)象，通過(guò)研究Rubisco酶，可以發(fā)現(xiàn)這一生物酶對(duì)二氧化碳的親和力比較高，可以有效減弱光呼吸競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以把分屬于不同品種的Rubisco酶導(dǎo)入植物細(xì)胞中，進(jìn)而產(chǎn)生雜合誘導(dǎo)點(diǎn)突變現(xiàn)象，或者生成亞基酶分子，其就會(huì)發(fā)揮修飾酶活性、提高二氧化碳親和力功效。具體而言，可以利用遺傳轉(zhuǎn)化思想，把首先獲取病毒蛋白編碼基因，之后將其導(dǎo)入受體細(xì)胞中，例如，在黃瓜、甜瓜、番茄等蔬菜上，就可以利用該原理發(fā)揮作用。此外，還可以研究病毒反義基因、病毒復(fù)制酶基因、非病毒基因轉(zhuǎn)化等。比如，有的研究人員利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，在大白菜中導(dǎo)入TuMV-CP基因，促使白菜擁有遺傳轉(zhuǎn)化、離體再生體系，進(jìn)而達(dá)到提高產(chǎn)量的目標(biāo)。利用分子生物學(xué)檢測(cè)方法，進(jìn)一步確定了轉(zhuǎn)基因植物中存在目的基因，并且該基因已經(jīng)表達(dá)出來(lái)。

2.2 在生物固氮、農(nóng)藥中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害防治，通過(guò)使用化學(xué)手段，即使用化學(xué)農(nóng)藥。通過(guò)這類藥物的使用，會(huì)降低害蟲(chóng)危害，但與此同時(shí)，還會(huì)存在一定的毒害。關(guān)于這一問(wèn)題，生物農(nóng)藥技術(shù)的應(yīng)用可以有效應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。對(duì)于生物農(nóng)藥，其原料就是生物代謝產(chǎn)物。在制藥過(guò)程中，首先獲取產(chǎn)生生物藥物的基因，之后，將其導(dǎo)入微生物細(xì)胞中，最后，借助微生物的生長(zhǎng)就可以獲得生物藥物。同時(shí)，微生物生長(zhǎng)比較迅速，可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，進(jìn)而可以產(chǎn)生大量的生物藥物，減少藥物成本[4]。另外，在使用生物藥物的過(guò)程中，對(duì)周圍環(huán)境的影響比較小，有助于保護(hù)環(huán)境。

除了生物農(nóng)藥以外，技術(shù)人員還研究了生物固氮技術(shù)。在使用該技術(shù)的過(guò)程中，借助固氮生物的作用，可以還原大氣中的氮，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟梢岳玫陌?，大大降低了能源的消耗，還不會(huì)造成環(huán)境污染。但是在實(shí)際使用中，該技術(shù)對(duì)糧食作物起到的效果不太理想，還需要進(jìn)一步的研究。

3 小結(jié)

在如今的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，生物技術(shù)所起的作用越來(lái)越大。通過(guò)生物技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、以及品質(zhì)，還可以降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。同時(shí)，不使用不可再生資源，具有很強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展性質(zhì)。

[1]武鑫偉.生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用研究[J].鄉(xiāng)村科技,2018(28):65-66.

[2]于麗萍,劉霄明,李晶, etal.生物技術(shù)在黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué),2017(9):1-2.

[3]徐康祺.現(xiàn)代生物技術(shù)在發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)中的前沿應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息,2017(16):53-54.

[4]周建軍.現(xiàn)代化技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用研究[J].江西農(nóng)業(yè),2018(24):39.

徐雅群(1997- )，女，漢族，遼寧大連人，本科在讀，生物技術(shù)，沈陽(yáng)師范大學(xué)。

S188

C

2095-1205(2019)07-43-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.07.25