植物基因工程技術在農業上的應用研究

植物基因工程技術在農業上的應用研究

　　農作物的優質高產一直以來都是人們追求的目標，下面是小編搜集整理的一篇探究植物基因工程技術的論文范文，歡迎閱讀查看。

　　【摘 要】 隨著農業技術的改革，植物基因工程在農業上的應用越來越受到人們的重視。本文對植物基因工程在農業生產中的抗蟲、抗病、抗除草劑等應用方面進行探討，并展望了基因工程在農業上的應用前景，以期對農業基因工程的應用提供參考。

　　【關鍵詞】 植物基因工程 農業 應用

　　當前，生物技術發展越來越快。自從1983年獲得轉基因植物以來，有關植物基因工程的研究便迅速發展起來。農業作為經濟發展的基礎型產業，一直以來備受重視。而植物基因工程在農業發展上的應用，使農業生產方式、生產效益發生了深刻改變，給農業發展帶來了廣闊前景，對解決人類面臨的資源匱乏、環境惡化等問題具有重要作用。

　　1 植物基因工程技術在農業上的應用

　　1.1 抗病

　　長期以來，病毒是農作物生長的巨大天敵。傳統的植物病害的防治措施是采用合理栽培和抗病育種的方式。使用有性雜交的方式來培育抗病品種有很多局限性，而且抗病品種的育種時間長、抗性容易衰退。而植物基因工程具有定向性和快速性的特點，可有效控制農作物發病的概率。

　　1986年美國科學家Beachy把煙草花病毒外殼蛋白基因成功導入煙草獲得了第一株抗病毒轉基因煙草。農田試驗發現，轉基因植物在接種煙草花病毒后95%的植株都獲得了抗病能力，只有5%的植株不同程度的得病，而對照組發病率高達98%。在目前的植物抗病基因工程中，應用最多的是把病毒的外殼蛋白基因導入植物，使黃瓜、西紅柿、南瓜等具有抗病能力。我國在植物抗病基因工程中也做了大量研究，成功培育出多種轉基因抗病植物。中國農業科學院的轉基因抗病毒馬鈴薯，不僅從根本上解決了病毒種性退化問題，而且具有產量高、易成活的特點。[1]

　　1.2 抗蟲

　　據統計，全世界每年因蟲害造成的農作物損失高達15%左右。植物蟲害不僅影響農作物的品質和產量，還制約著農業生產的穩定。傳統的植物蟲害的防治措施主要是依賴化學制劑。使用化學制劑的方式雖然在一定程度上可以起到防治害蟲的作用，但也存在著生產成本高、污染環境、易殘留等問題。

　　而植物基因工程的使用給培育抗蟲害的植物提供了新的技術手段。它在培育抗蟲害植物方面具有以下優點：培育的抗蟲害農作物可以控制農作物任意生長階段和生長部位的病蟲害;基因資源豐富，不僅可以利用植物的抗蟲害基因，還可以利用動物、微生物的抗蟲害基因;育種周期短，成效快，且成本較低;不會造成環境污染，無毒害，并且抗性基因不易發生改變�，F已成功克隆的抗蟲基因主要來自于細菌、植物組織、動物體內等，獲得的轉基因植物已被廣泛應用與農田試驗。[2]

　　1.3 抗除草劑

　　20世紀40年代以來，農作物因雜草危害造成的減產越來越高。采用化學制劑除草一直以來都是農業除草的主要辦法。而除草劑的應用在殺除部分對農作物具有嚴重危害的雜草的同時也在危害著農作物的生長。當前世界上除草劑的作用原理主要有兩種：一種是通過破壞雜草光合作用中電子傳遞鏈的蛋白來除草，另一種是通過破壞雜草氨基酸的合成途徑來除草。因此，基因工程根據除草劑的作用原理，使植物具有抗除草劑的策略有：一種是在農作物內引入酶，使農作物在遇到除草劑后能將其降解或解毒;另一種是修復除草劑作用的靶蛋白，使農作物對除草劑不敏感或在植物吸收后仍能正常代謝。使用植物基因工程不僅可以培育具有抗除草劑作用的農作物，還能減少除草劑的使用，保護環境。目前已獲得的抗除草劑的作物有棉花、大豆、水稻等20多種。

　　1.4 優質高產

　　農作物的優質高產一直以來都是人們追求的目標。20世紀90年代前人們主要關注農作物的產量，近年來則越來越關注農作物的品質。目前，采用基因轉移來改善植物脂肪、種子油或氨基酸的含量及成分等品質特性取得了良好的實驗效果。已獲得的農作物改良品種有馬鈴薯、水稻、煙草等40多種。我國在利用植物基因工程改良農作物品質方面也取得了較大進展，如北京農林科學院把美國優質面包小麥品種的谷蛋白基因導入我國小麥獲得的改良品種具有高蛋白、高產量、抗病等優良特點。[3]

　　1.5 抗寒

　　科學家們將CBF1基因成功導入擬南芥，使其植株內低溫調節蛋白得到表達，從而使未經低溫馴化的植物具有了較強的抗寒能力�？茖W家們還發現在極地的魚體內有一種特殊蛋白可以阻止冰晶的增長，若將此基因從魚體內分離出來導入植物體內可使植物具有抗寒能力。目前，獲得抗旱能力的轉基因植物有番茄、黃瓜兩種。隨著植物基因工程的快速發展，將會有更多的轉基因植物獲得這種抗寒能力，使其能夠在低溫氣候條件下可照常生存。

　　2 植物基因工程在農業上的應用前景

　　隨著經濟社會的不斷發展，植物基因工程技術能力將日趨完善，而由基因工程這種高新技術所帶來的農業變革也將越來越深入。其發展前景主要體現在以下幾個方面：

　　(1)相對于動物基因工程，植物基因工程具有非常顯著的優勢。不僅因為植物細胞具有全能性，更重要的是植物基因工程不會像動物基因工程那樣面對倫理、道德等眾多社會問題。因此要針對不同的具體情況對植物基因工程采取不同的方法和態度。(2)隨著基因組計劃在水稻等農作物上的實現，將會加大對多基因性狀的控制，從而引發新的農業技術改革。(3)新的基因導入技術的出現，將會培育更多的農作物轉基因品種，而培育優質、高產、穩產的農作物作為基因工程的重點也將會得到重大突破。(4)植物基因工程在農業生產變革中的技術目標明確，很少受到環境因素的影響，并且效益可觀、便于推廣，因此將會有更多有潛力的公司加大對該技術的產業化研究。(5)符合人類需要的轉基因食品將會變得更加可操作和明朗，其安全性問題也將會隨著基因工程技術的不斷拓展而逐漸解決。

　　3 結語

　　在培育現代社會所需要的優質高產、抗病、抗寒等優良特性的農作物新品種方面，植物基因工程表現出了巨大的優越性和技術優勢，轉基因農作物的商業化種植將會日趨廣泛。但隨著轉基因食品的大量出現，人們也在考慮轉基因農作物潛在的安全性和其他不利影響�？傊�，植物基因工程在農業上的應用將會越來越廣泛，而其安全性等問題也會隨著基因工程技術的發展而得到解決。

　　參考文獻：

　　[1]汪其懷，李寧.轉基因生物技術的研究、應用與管理——中國農業與食品生物技術國際研討會綜述[J].世界農業，2010，06(10)：61-62.

　　[2]李玲，孫文松.基因工程在農業中的應用[J]. 河北農業科學，2011，13(14)：74-75.

　　[3]趙小平.淺析基因工程技術在現代農業中的應用[J].科學咨詢(決策管理)，2010，05(35)：57-58.

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