農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生物技術(shù)論文

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一、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具體應(yīng)用及存在問題

1、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具體應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)是一門集多項頂尖技術(shù)與工程原理、信息科學等為一體的綜合性學科。一般來說現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括以下七項技術(shù)：基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術(shù)、生物芯片技術(shù)。上述七項技術(shù)彼此之間是相互聯(lián)系，相互滲透的。其中基因工程是核心技術(shù)，它能帶動其他技術(shù)的發(fā)展。因此本研究以基因工程在農(nóng)業(yè)中具體應(yīng)用為例進行系統(tǒng)研究。

（1）基因工程在植物遺傳改良中的應(yīng)用

我國基因工程在植物遺傳改良中的應(yīng)用現(xiàn)狀主要包括抗逆作物育種、品質(zhì)改良育種和固氮育種等。例如在轉(zhuǎn)基因水稻新品種培育、轉(zhuǎn)基因玉米新品種培育和轉(zhuǎn)基因棉花的研究與產(chǎn)業(yè)化等方面都取得了較好的成績。在我國每年植物因病毒、細菌及真菌、害蟲、雜草、旱寒鹽、高溫等因素給糧食作物、園藝作物及經(jīng)濟作物造成了巨大的損失。隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展，以上問題也正在一步步解決之中。目前我國已相續(xù)培育并成功推廣種植了一些轉(zhuǎn)基因抗病毒作物、轉(zhuǎn)基因抗細菌及真菌作物、轉(zhuǎn)基因抗蟲作物、抗除草劑作物、抗鹽堿作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高溫作物等。例如在抗鹽堿作物方面，劉巖、玉慧中等將抗逆基因mtlD和gutD基因轉(zhuǎn)入植物，獲得了煙草、玉米、水稻等植物的耐鹽堿轉(zhuǎn)基因株系；在抗旱作物方面，我國科學家把美洲擬碟抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，得到轉(zhuǎn)基因抗寒番茄。此外我國還成功培育了煙草、馬鈴薯、黃瓜、番茄等抗病毒作物和將Bt殺蟲劑晶體蛋白基因與豇豆胰蛋白酶抑制劑基因復(fù)合在一起的雙價抗蟲棉。在抗逆作物的培育和推廣方面，可以說我國處于世界領(lǐng)先地位。

（2）基因工程在利用農(nóng)作物生產(chǎn)食品中的應(yīng)用

利用基因工程技術(shù)作用于農(nóng)作物生產(chǎn)食品和食品添加劑主要包括三方面：改進食品原料的品質(zhì)、改善果蔬采收后的貯藏保鮮性能和開發(fā)新型功能性食品。利用基因工程技術(shù)可對植物的蛋白質(zhì)、油脂、淀粉、糖類、維生素等品質(zhì)性狀進行改良，也可延長果實儲存期和改良食品風味。

2、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問題

（1）生物技術(shù)研究方面存在的問題

首先，基礎(chǔ)研究比較薄弱。其主要原因：一是由于基礎(chǔ)研究的直接性和可見性成果不是很顯著，所以很多科研人員不愿意扎深根認真從事基礎(chǔ)理論的研究；二是由于絕大多數(shù)人都沒有認識到基礎(chǔ)研究的重要性、基礎(chǔ)性和長遠性，所以我國在基礎(chǔ)研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我國在基礎(chǔ)研究方面無論是其重視程度還是資金投入和相關(guān)政策體制都存在很多問題。其次，應(yīng)用研究還很欠缺。一方面是由于基礎(chǔ)理論研究的薄弱決定了基礎(chǔ)應(yīng)用研究的緩慢發(fā)展。同時基礎(chǔ)應(yīng)用研究自身也存在很多問題。比如在植物基因工程育種方面存在如下問題：分離植物目的基因困難，導(dǎo)入外源基因的過程及其控制較為復(fù)雜。還有基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術(shù)和生物芯片等現(xiàn)代生物技術(shù)各分支領(lǐng)域的結(jié)合度不高。第三，某些前沿領(lǐng)域的研究相對滯后。雖然我國在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因水稻及家蠶基因方面處于國際領(lǐng)先地位，也參與了一些國際重大的基因組破譯計劃。但是我國所真正擁有自主知識產(chǎn)權(quán)保護的專項領(lǐng)域還是比較少的。這主要是由于我國的生物技術(shù)前沿領(lǐng)域研究較美歐等發(fā)達國家相對滯后。比如說在生物固氮領(lǐng)域研究得不夠深入，影響轉(zhuǎn)基因效率的各種因素、植物光合作用機理等重大問題的研究尚未突破，特別是生物技術(shù)與信息技術(shù)、神經(jīng)科學等學科的交叉綜合研究還沒有引起足夠的重視。

（2）生物技術(shù)應(yīng)用所導(dǎo)致的一些問題

首先，對生態(tài)的負面影響。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為我們解決了許多重大的環(huán)保問題，同時也研發(fā)出了不少的新型高效環(huán)保產(chǎn)品。但是不可否認，由于其技術(shù)本身的發(fā)展歷程和科學技術(shù)在大自然面前的卑微，生物技術(shù)的應(yīng)用也可能引發(fā)一些新的環(huán)境問題。此外隨著全球未來人口數(shù)量的繼續(xù)增加，利用抗逆作物轉(zhuǎn)基因品種擴大農(nóng)業(yè)耕地面積的同時，氮素等農(nóng)業(yè)資源的使用量也隨之加大，造成氮素等礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)生物化學循環(huán)的改變，對水體的富營養(yǎng)化可能具有潛在的促進效應(yīng)，產(chǎn)生不利于人類和動植物生存和可持續(xù)發(fā)展的不利后果。可見，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也可能引起降低生物多樣性程度、改變土壤結(jié)構(gòu)、污染環(huán)境等導(dǎo)致生態(tài)失衡的一系列問題。其次，對食物安全的影響。轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題是潛在性的。主要表現(xiàn)在三方面：一是轉(zhuǎn)基因食品的毒性問題。在這方面，目前只有一些相關(guān)的試驗報道，尚無人體的研究報告。研究者用轉(zhuǎn)基因食物喂養(yǎng)大鼠，結(jié)果有的試驗顯示大鼠的免疫系統(tǒng)受到破壞，有的試驗顯示對大鼠沒有影響。二是轉(zhuǎn)基因食品的過敏反應(yīng)問題。假如供體基因的作物具有使某一部分人產(chǎn)生過敏的過敏源，那么將此作物的基因轉(zhuǎn)移到其他作物，這種轉(zhuǎn)基因作物便具有引發(fā)過敏的能力。三是轉(zhuǎn)基因食品中的標記基因?qū)股氐牡挚棺饔脝栴}。在這方面，相關(guān)研究顯示可能性是比較小的，但是我們也不容忽視。

（3）人才緊缺

根據(jù)孟弘等人在《對我國生物技術(shù)人才問題的幾點思考》一文中介紹據(jù)2012年統(tǒng)計，我國設(shè)生物科學、生物技術(shù)和生物工程三大專業(yè)的高校已從2011年的978所上升至1058所，招生人數(shù)在2011年就超過8萬人。目前估計我國生物專業(yè)在校生總?cè)藬?shù)不低于45萬，每年畢業(yè)的人數(shù)5—7萬。估計到2020年，我國培養(yǎng)的生物專業(yè)大學畢業(yè)生總數(shù)不少于40萬，我國生物技術(shù)發(fā)展已經(jīng)具有了很好的技術(shù)人才儲備。可知我國生物技術(shù)方面人才的儲備還是很充足。可是仍然存在以下問題：一方面人才培養(yǎng)的速度遠遠跟不上人才的需求量；另一方面從國外引進的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)高端人才更是稀缺。還有我們國家派出到國外學習借鑒的人才也顯得不足。同時在我國，培養(yǎng)既懂科研技術(shù)，也知道生產(chǎn)和市場動向的復(fù)合型人才體系尚未建立。此外食品安全評估體系人才的培養(yǎng)方案和模式的構(gòu)建尚未提上議事日程。再者雖然我國生物技術(shù)人才的儲備已經(jīng)很充足了，但是這些從高校培養(yǎng)出來的生物技術(shù)人才其畢業(yè)后從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)方面工作的人占整個生物技術(shù)領(lǐng)域的比重比較小。

二、改進生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中采取的措施

1、加強農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研究

（1）加強生物技術(shù)的基礎(chǔ)研究

由于現(xiàn)代生物技術(shù)涉及的領(lǐng)域廣、范圍寬。所以，針對我國在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)基礎(chǔ)理論研究方面的薄弱，我們應(yīng)該繼續(xù)加強分子生物學、細胞生物學、微生物學、免疫生物學、人體生理學、動物生理學、植物生理學、微生物生理學、生物化學、生物物理學、遺傳學等生物科學基礎(chǔ)理論的研究，同時也要加強與生物技術(shù)緊密相關(guān)的化學、化學工程學、數(shù)學、微電子技術(shù)、計算機科學等基礎(chǔ)理論的研究。

（2）注重生物技術(shù)的應(yīng)用研究

在生物技術(shù)領(lǐng)域，基礎(chǔ)理論研究的目的是為了更好的服務(wù)于基礎(chǔ)應(yīng)用的研究。所以我們必須將基礎(chǔ)理論的研究與基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、分子標記技術(shù)和生物芯片等現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用研究相結(jié)合，進行緊密而系統(tǒng)的研究。進而將這些基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)應(yīng)用的研究同計算機科學、信息科學和微電子技術(shù)等相結(jié)合而后應(yīng)用于生物技術(shù)育種、生物飼料、基因工程疫苗和功能性食品的開發(fā)等農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重大領(lǐng)域的研發(fā)。從基因組測序的研究轉(zhuǎn)向基因功能探測和蛋白質(zhì)功能探測的研究。例如，在生物固氮方面，在我國農(nóng)區(qū)的布局上，氮含量高的區(qū)域?qū)嵭卸埂⒑獭⒔?jīng)濟作物間套輪作，可緩解和排除氨阻遏的障礙，發(fā)揮根瘤菌的固氮作用，實現(xiàn)兩種作物互惠和高產(chǎn)；在有條件的草地發(fā)展一定面積的豆、禾、牧草混播種植制度。

2、采取措施避免應(yīng)用生物技術(shù)所導(dǎo)致的負面影響

（1）現(xiàn)代性與傳統(tǒng)性相結(jié)合

除了加強生物技術(shù)本身的研究、完善相關(guān)體制與法規(guī)、加大人才培養(yǎng)和資金投入以解決生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中所帶來的一些不良后果、環(huán)境問題等，我們還應(yīng)該把農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用與生態(tài)學相結(jié)合，把生物技術(shù)育種與傳統(tǒng)育種相結(jié)合，把生物技術(shù)作物種植、養(yǎng)殖與傳統(tǒng)作物種植、養(yǎng)殖相結(jié)合。做到充分利用現(xiàn)代高科技術(shù)的同時，又順應(yīng)大自然本身的發(fā)展規(guī)律。

（2）建立健全轉(zhuǎn)基因食品安全評估體系

針對轉(zhuǎn)基因食品對我們?nèi)梭w健康的影響是潛在的和隱性的，我國應(yīng)建立健全轉(zhuǎn)基因食品安全評估體系。為此，我們要確立科學客觀的評價原則，既不能以偏概全，夸大威脅，也不能漠然視之，回避轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品可能存在的潛在危險。應(yīng)投專款、定專人，將安全性問題設(shè)立為一項重要課題。從食品安全、生態(tài)安全著手，實事求是地個案評估，作出科學的評價，盡快制訂和完善國家生物安全管理的法律、法規(guī)體系。使轉(zhuǎn)基因食品的安全評估落到實處，使老百姓對轉(zhuǎn)基因食品買得放心、用得安心。一方面我們要科學合理地應(yīng)用生物技術(shù)，建立健全相應(yīng)的法律、法規(guī)體系和管理機構(gòu)，加強轉(zhuǎn)基因生物的進出口管理。另一方面我們要加強、擴大科普宣傳，提高全民對轉(zhuǎn)基因食品的安全意識。

3、加大人才的培養(yǎng)

我們不僅要加強農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)人才的培養(yǎng)，以彌補我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)科研力量的薄弱。同時我們還要在有機會的科研院所、生物技術(shù)公司派出一部分科研人員到國外學習、借鑒。對沒有機會的科研院所、生物技術(shù)公司，也要爭取創(chuàng)造機會選派有關(guān)人員到國外學習和借鑒。當然我們還需要從國外引進農(nóng)業(yè)生物技術(shù)方面的高端人才。特別是注意培養(yǎng)既懂科研技術(shù)，也知道生產(chǎn)和市場動向的復(fù)合型人才。還有食品安全評估體系人才的培養(yǎng)也是其重要的一方面。此外相關(guān)機構(gòu)部門應(yīng)該出臺一系列鼓勵、支持的政策和措施，以便更多的生物技術(shù)人才更好地為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)效力和服務(wù)。

作者：張建學 單位：安平縣農(nóng)牧局