淺談植物保護(hù)中的生物技術(shù)應(yīng)用

王洪彬 劉鴻高 李杰慶

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院 云南昆明 650201）

近年來(lái)生物技術(shù)研究獲得了比較大的突破和成果，如細(xì)胞工程、基因工程等。在植物保護(hù)中運(yùn)用這些技術(shù)，不僅能提升植物病蟲(chóng)害抵抗力，還能起到改良植物品種的作用。生物技術(shù)用于植物保護(hù)有很多好處，但是當(dāng)前這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用還存在不足，需要加強(qiáng)應(yīng)用研究，不斷進(jìn)行完善，以提升利用生物技術(shù)進(jìn)行植物保護(hù)綜合成效。

1 生物技術(shù)綜述

生物技術(shù)研究有一個(gè)基礎(chǔ)，那就是生命科學(xué)。生命科學(xué)與其他相關(guān)科學(xué)研究成果綜合，從而形成生物技術(shù)。生物技術(shù)綜合性比較強(qiáng)，主要原理是借助生物特性，或者是其獨(dú)特的功能，對(duì)生物進(jìn)行改造；或者是重新設(shè)計(jì)基因，進(jìn)而使原有的生物具有人們預(yù)期的性能；也可通過(guò)這種技術(shù)加工生物原料[1]。生物技術(shù)用途廣泛，既可以用于研究生物，掌握生物性能以及活動(dòng)的規(guī)律，也可以用于提供相關(guān)的服務(wù)。通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，生物技術(shù)就是對(duì)活的生物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為改良動(dòng)植物品種提供依據(jù)和服務(wù)，同時(shí)也可用于優(yōu)化產(chǎn)品。生物技術(shù)比較多，主要有遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因工程等，應(yīng)用范圍十分廣。生物技術(shù)不斷發(fā)展，在植物保護(hù)中的運(yùn)用越來(lái)越多，促進(jìn)保護(hù)成效不斷提升。

2 植物保護(hù)存在的問(wèn)題

2.1 體系不夠完善

植物保護(hù)十分重要，這是因?yàn)橹参镌谏鷳B(tài)系統(tǒng)中具有重要作用，有助于生態(tài)平衡。除此之外，植物保護(hù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中極為重要，能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)質(zhì)量提高，進(jìn)而保障高產(chǎn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益提升。自我國(guó)提出綠色生態(tài)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)得到了重視，但是主要針對(duì)方向是污染治理，對(duì)于植物保護(hù)方面重視度不夠。思想上忽視，行動(dòng)上就很難有作為，因而存在植物保護(hù)體系不夠完善的問(wèn)題，進(jìn)而使得一些稀有植物以及瀕臨滅絕植物得不到有效保護(hù)。缺乏完善的保護(hù)體系，即使一直在進(jìn)行植物保護(hù)，不過(guò)由于范圍比較小，也不能涉及所有需要保護(hù)植物。植物在促進(jìn)生態(tài)平衡中作用大，能保護(hù)和改善環(huán)境，倘若植物保護(hù)工作做不好，自然就會(huì)影響到生態(tài)建設(shè)。

2.2 植物保護(hù)技術(shù)不夠先進(jìn)

植物保護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，對(duì)技術(shù)水平的要求較高，最佳狀態(tài)是在不影響生態(tài)環(huán)境的情況下，提升植物防病蟲(chóng)害能力，使其具有良好的適應(yīng)性和抵抗力。就近年植物保護(hù)情況來(lái)看，生物技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛，采用化學(xué)技術(shù)比較多。比如使用農(nóng)藥預(yù)防病蟲(chóng)害，造成了嚴(yán)重的土壤污染和水污染，不利于環(huán)境保護(hù)。生物技術(shù)應(yīng)用于植物保護(hù)中，不僅不會(huì)帶來(lái)二次污染，而且能夠取得良好的保護(hù)效果。但從應(yīng)用現(xiàn)狀看，植物保護(hù)技術(shù)水平還較低，缺乏先進(jìn)生物技術(shù)應(yīng)用，致使植物保護(hù)成效不佳。

3 植物保護(hù)中的生物技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 微生物農(nóng)藥技術(shù)

生物技術(shù)包含多種技術(shù)，微生物農(nóng)藥技術(shù)就是其中一種，在植物保護(hù)中應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，能夠起到增強(qiáng)植物抵抗病蟲(chóng)害能力的作用。植物生長(zhǎng)過(guò)程中最大挑戰(zhàn)來(lái)自病蟲(chóng)害，而微生物農(nóng)藥技術(shù)對(duì)病蟲(chóng)害具有抑制作用[2]，能夠使植物不受病原菌的侵?jǐn)_，保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。除此之外，在微生物農(nóng)藥技術(shù)應(yīng)用中，有益微生物會(huì)更加活躍，病原菌就不能再滋生，或者是被遏制，植物能夠更好地生長(zhǎng)。植物保護(hù)中經(jīng)常會(huì)使用農(nóng)藥，但是過(guò)去以化學(xué)農(nóng)藥為主，會(huì)造成比較大的環(huán)境污染。微生物農(nóng)藥技術(shù)與其截然不同，以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是無(wú)害，既不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，還能達(dá)到保護(hù)植物和提高植物產(chǎn)量的效果。

微生物農(nóng)藥技術(shù)還有一個(gè)特點(diǎn)。一般的農(nóng)藥使用時(shí)間一長(zhǎng)，植物就會(huì)產(chǎn)生抗藥性，繼續(xù)使用后在抗病蟲(chóng)害方面效果會(huì)大打折扣，甚至沒(méi)有效果，需要經(jīng)常更換農(nóng)藥種類。而微生物農(nóng)藥技術(shù)不受這個(gè)問(wèn)題困擾，因?yàn)槠浠静粫?huì)形成抗藥性[3]。不同植物特性是不一樣的，常見(jiàn)的病蟲(chóng)害也有差別，所以在運(yùn)用微生物農(nóng)藥技術(shù)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合植物的實(shí)際情況，比如生長(zhǎng)特性、常見(jiàn)病蟲(chóng)害等，科學(xué)合理地選擇技術(shù)。現(xiàn)在植物保護(hù)中經(jīng)常會(huì)用到以生物技術(shù)作為基礎(chǔ)研究出來(lái)的微生物系列產(chǎn)品，比如微生物殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、微生物除草劑等，在滿足植物保護(hù)需求的同時(shí)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成傷害和污染。微生物有很多種類型，通常具有活性強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、體積小等特點(diǎn)，所以可通過(guò)代謝產(chǎn)物培植，如工業(yè)廢水或者農(nóng)副產(chǎn)品代謝物等。培植的投入少且方便快捷，植物保護(hù)效果卻很高，故而要進(jìn)一步推廣微生物農(nóng)藥技術(shù)，使其在植物保護(hù)中得到更好的應(yīng)用。

3.2 基因工程技術(shù)

生物技術(shù)中基因工程技術(shù)發(fā)展較快，應(yīng)用也越來(lái)越廣。基因工程技術(shù)在植物保護(hù)方面優(yōu)勢(shì)大，是最為常用和關(guān)鍵的保護(hù)技術(shù)，且通常會(huì)有比較好的運(yùn)用成效。植物保護(hù)中運(yùn)用基因工程技術(shù)，一個(gè)突出作用是能夠增強(qiáng)植物的抵抗力，使其具有良好的抗病蟲(chóng)害能力，生長(zhǎng)狀態(tài)更好。基因工程技術(shù)應(yīng)用可通過(guò)各種辦法，除生物辦法外，還可利用化學(xué)辦法和物理辦法。從植物細(xì)胞著手，采取基因?qū)氲霓k法，引入目的基因，最終使植物基因發(fā)生轉(zhuǎn)變，起到改良的作用?；蚬こ碳夹g(shù)在植物保護(hù)應(yīng)用中，導(dǎo)入基因的辦法有兩種：一種是采用直接轉(zhuǎn)移；另一種是間接轉(zhuǎn)移[4]。植物細(xì)胞有自己的特性，前者就是利用這點(diǎn)，直接轉(zhuǎn)變基因；后者則要借助載體進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，一般需要用到病毒，或是病原菌，通過(guò)載體充當(dāng)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

基因工程技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用，從現(xiàn)階段看運(yùn)用比較廣泛的有抗除草劑育種抗病育種和其他相關(guān)技術(shù)。植物在生長(zhǎng)中最大危機(jī)來(lái)自病害，預(yù)防難度最大，且治理挑戰(zhàn)最大的為病毒引發(fā)的病害。過(guò)去針對(duì)這類病害防治，常采取的辦法是提前打防疫針，也就是對(duì)植物進(jìn)行顯微注射。雖然有成效，但是存在注射速度慢、效率低、操作難度大等問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，在生物技術(shù)研究中，就植物保護(hù)部分，研究出抗病育種技術(shù)，其原理就是通過(guò)技術(shù)手段，將病毒的一部分基因，通過(guò)轉(zhuǎn)移的方式移到植物基因中。這項(xiàng)操作完成后，植物將具有比較強(qiáng)的免疫力，能更好抵抗病毒，生長(zhǎng)自然也就不會(huì)受病毒影響。另外，還有抗除草劑育種技術(shù)，如抗草甘膦煙草。當(dāng)下已有比較多使用案例，并且大都獲得不錯(cuò)的成效。植物保護(hù)中應(yīng)用基因工程技術(shù)，操作起來(lái)比較方便，效率高且成本低，最為重要的是，基因工程技術(shù)運(yùn)用在保護(hù)植物的同時(shí)不會(huì)帶來(lái)污染，所以綜合效益很高。

3.3 細(xì)胞工程技術(shù)

對(duì)植物細(xì)胞的研究從未停止。在反復(fù)研究中發(fā)現(xiàn)，有些植物細(xì)胞在分化以后，仍然可以培育出完整植株，因此該研究主要針對(duì)的是高度分化的，仍然能夠長(zhǎng)出植物，而且能確保完整性的植物細(xì)胞。植物細(xì)胞工程技術(shù)應(yīng)用的對(duì)象為細(xì)胞核，需要借助細(xì)胞遺傳特性，進(jìn)行基因重組。這樣可改變植物細(xì)胞的遺傳特性，從而改良植物，培育出符合人類預(yù)期的植物，達(dá)到植物保護(hù)的作用。植物育種是一項(xiàng)重要工作，在完成這項(xiàng)工作的過(guò)程中，采用細(xì)胞工程技術(shù)，能改變植物遺傳特性，增強(qiáng)植物抗病蟲(chóng)害能力，使植物生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)更好，不受病蟲(chóng)害影響，從而使植物增產(chǎn)。此外，植物細(xì)胞技術(shù)用于病原體研究中，將有助于研發(fā)出良好的病蟲(chóng)害防治技術(shù)。

3.4 組織培養(yǎng)技術(shù)

植物保護(hù)中應(yīng)用生物技術(shù)需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。植物細(xì)胞具有全能性，在生物技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究中，利用植物細(xì)胞這個(gè)特點(diǎn)，可研發(fā)出植物組織培養(yǎng)技術(shù)。過(guò)去植物在繁殖時(shí)，基本上都是有性繁殖，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，無(wú)性繁殖出現(xiàn)。植物組織培養(yǎng)采取分離的方式，運(yùn)用技術(shù)使其在分離的過(guò)程中出現(xiàn)預(yù)期的細(xì)胞，然后對(duì)這類細(xì)胞或者組織進(jìn)行無(wú)菌培養(yǎng)。通常情況下，分離出來(lái)的細(xì)胞和組織，需要進(jìn)行接種，利用培養(yǎng)基，確保沒(méi)有病菌，且有充足的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，能夠促進(jìn)植物的再生，從而使產(chǎn)品更加優(yōu)良，創(chuàng)造更高的價(jià)值[5]。組織培養(yǎng)技術(shù)利用的是生物一部分組織或者細(xì)胞，將其再培育，最終使其長(zhǎng)成完整的植株。這種技術(shù)在近年來(lái)被廣泛運(yùn)用到植物保護(hù)中，但就目前來(lái)看，所掌握技術(shù)還不足以實(shí)現(xiàn)人工培育病毒，不過(guò)可使其在細(xì)胞中繁殖。故而在植物保護(hù)中要加強(qiáng)對(duì)這個(gè)部分的研究，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，從植物特性出發(fā)，明確病毒與類病毒間存在的關(guān)聯(lián)性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，利用這項(xiàng)技術(shù)培育出沒(méi)有病毒的植物。

3.5 應(yīng)用研究方向

植物保護(hù)中運(yùn)用生物技術(shù)，不但能促進(jìn)保護(hù)成效提升，為生態(tài)平衡奠定基礎(chǔ)，還能推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。植物保護(hù)中微生物農(nóng)藥技術(shù)、基因工程技術(shù)、分子生物技術(shù)等應(yīng)用較為廣泛，未來(lái)需要針對(duì)這些技術(shù)開(kāi)展進(jìn)一步研究。這些技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，以微生物農(nóng)藥技術(shù)為例，優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)破壞環(huán)境，缺點(diǎn)在于成效不夠突出，速度慢等；基因工程技術(shù)發(fā)展速度快，尤其是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，未來(lái)在植物保護(hù)中應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，也會(huì)有更多轉(zhuǎn)基因植物出現(xiàn)；分子生物技術(shù)在將來(lái)會(huì)是一個(gè)重點(diǎn)研究課題，因?yàn)樵谘芯窟^(guò)程中可掌握農(nóng)藥活性物質(zhì)，這樣微生物農(nóng)藥生產(chǎn)成本會(huì)下降，就能廣泛應(yīng)用在植物保護(hù)中?？傊?，生物技術(shù)眾多，各有優(yōu)缺點(diǎn)，未來(lái)研究其在植物保護(hù)中應(yīng)用之時(shí)，需要將重點(diǎn)放在打破限制、不斷提升應(yīng)用成效方面。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，植物保護(hù)極為重要，事關(guān)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)發(fā)展。采用生物技術(shù)，除了能夠增強(qiáng)植物抗病蟲(chóng)害能力，減少病蟲(chóng)害的出現(xiàn)，還能使植物得到改良，從而促進(jìn)優(yōu)產(chǎn)和高產(chǎn)。生物技術(shù)種類多，植物保護(hù)中要合理應(yīng)用，并加強(qiáng)技術(shù)研究，不斷優(yōu)化，提升植物保護(hù)成效。