论文部分内容阅读
[摘 要]生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。本文主要以生物科技在植物类生态建设中的应用进行研究。
[关键词]生物科技；林业生态；建设应用
中图分类号：X17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0333-01
0 引言
生物技术是20世纪后期人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它是国际科技竞争乃至经济安全的重点。在我国生物技术一直受到国家的高度重视，并从政策、环境方面采取了多项有效措施来推动生物技术与产业的发展。特别是改革开放二十多年来，国家相继出台了重大科技计划，把生物技术作为优先发展的领域，从而进一步加快了生物技术的发展步伐。有些研究领域已走在世界前列，初步建立起较为完整的生物技术研发体系，生物产业也初具规模，生物经济初见端倪。目前生物科技技术已经广泛应用于环境治理、食品安全、医药生产、农业、林业、动物、微生物、冶金等领域，并且都已经取得了显著成效。本文主要以生物科技在植物生态建设领域建设中的应用情况进行了分析研究。近年来，生态环境发展建设关乎人类可持续发展，已成为全社会共同面对的问题。而现代生物技术的科学利用将是解决这一难题的重要突破点。
1 当前在植物类中应用的主要生物技术
（1） 细胞基因育种。通过研究细胞转基因，从而利用细胞转基因技术能有效地打破种间杂交障碍，拓展和扩大林业树种的杂交范围，促进加快物种变异速度，并根据林业造林的对树苗的需求，培育出人类所需要的树种。
（2）营养繁殖技术。该技术通过对植物组织进行样品离体培养，从而得到遗传上与母体完全相同的新个体。目前的嫁接和茎段生根（扦插）等技术都属于这各范畴。随着现代组织培养技术的出现，科学利用体细胞胚胎进行繁殖良种的技术，为保持生物种质又高效快速繁殖良种后代开辟了一条新途径。
（3）分子标记技术。广义的蛋白质标记主要包括种子贮藏蛋白和同工酶及等位酶。而狭义说法的分子标记只是指DNA标记。这项技术并不直接对植物生产做贡献，这项技术只能为遗传转化感兴趣的基因定位提供重要的信息，或者是为种群结构、杂交系统和谱系鉴定提供信息。分子标记对于研究种群问的或种群内的遗传变异、评估杂交和自交的水平、对品种或品系进行遗传鉴定及“指纹鉴定”等方面的作用价值是巨大的。
2 现代生物技术在植物类生态领域中的应用
（1） 良种选育。随着生物技术的发展，人们已经可以把一个品种、品系的理想遗传性状转入另一品种、品系，以提高植物的价值、产量和质量。
（2）提高植物的抗虫。利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服化学杀虫剂的长期使用造成药品的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题，还具有成本低、保护全、特异性强等优点。目前人们已获得多种抗虫基因，其中有蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等，它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，在抗虫方面得到了广泛的应用，有的已进入了商品化生产。
（3） 提高植物的抗病毒性。传统的抗病毒作物，是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种，然而抗病植株常会转变为感病植株，而且作用范围较窄。最近，研究人员采用基因工程的技术培育有别于传统方法的转基因抗病毒植物，目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。
（4） 提高植物的抗寒。低温对细胞造成损伤的主要原因是造成细胞内膜结构中的脂质双层流动性降低，导致膜结构损伤，影响植物正常的生长。生物膜中双层脂分子保持流动性，主要依靠其中不饱和脂肪酸的含量，不饱和脂肪酸多则抗冻。通过分离能催化形成高不饱和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰转移酶的基因，并将其转入植物而获得具有抗寒能力的转基因作物。
（5）提高植物抗除草剂性。除草剂全世界目前约有2000多个品种，在农药市场占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性，如很多除草剂无法区别庄稼和杂草，有些除草剂必须在野草长起来以前就施用，而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。制造抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物，从而保证宿主植物免受其害，该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。
（6）抗重金属。随着工业发展，空气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染，不但严重影响作物的产量和品质，更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代，提出植物修复、超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长、生物量低、植株矮小，因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性，增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。
（7）现代生物药品。随着人们对化学药品危害性、局限性的逐步认识，生物药品在植物生产中地位逐渐突现出来，成为绿色环境的重要组成部分，受到各国政府的高度重视，有了较为广泛的应用。微生物药品具有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点，但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种，创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。
3 结束语
虽然生物技术的研究需要资金的大量投入，但对生态领域的建设具有重要的意义，也会带来巨大的经济效益、环境效益和社会效益。而且随着大量珍贵生物的面临消失，对转基因技术的研究也将会提供大量有关基因行为和调控的信息，将来转基因技术将会得到更广泛的应用，这将对传统育种方法具有重要的价值。生物技术今后必将在生物的大量繁殖、品种改良、基因转导、实现生物集约化培育等领域，发挥更大的作用，为我国生态系统的发展作出更大的贡献。
参考文献
[1] 詹卓.浅析我国生物技术的发展前景[J].华章，2010，（05）.
[2]张常东.浅谈我国生物技术产业发展[J].中国科技信息，2005，（07）.
[3] 张晓.浅议我国生物技术发展状况[J].科技致富向导，2010，（11）.
[4] 殷实.制约中国生物技术产业发展的八大因素[J].内蒙古科技与经济， 2010，（08）.
[5] 汤国营.我国生物技术产业现状及发展分析[J].统计教育，2005，（05）.
[关键词]生物科技；林业生态；建设应用
中图分类号：X17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0333-01
0 引言
生物技术是20世纪后期人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它是国际科技竞争乃至经济安全的重点。在我国生物技术一直受到国家的高度重视，并从政策、环境方面采取了多项有效措施来推动生物技术与产业的发展。特别是改革开放二十多年来，国家相继出台了重大科技计划，把生物技术作为优先发展的领域，从而进一步加快了生物技术的发展步伐。有些研究领域已走在世界前列，初步建立起较为完整的生物技术研发体系，生物产业也初具规模，生物经济初见端倪。目前生物科技技术已经广泛应用于环境治理、食品安全、医药生产、农业、林业、动物、微生物、冶金等领域，并且都已经取得了显著成效。本文主要以生物科技在植物生态建设领域建设中的应用情况进行了分析研究。近年来，生态环境发展建设关乎人类可持续发展，已成为全社会共同面对的问题。而现代生物技术的科学利用将是解决这一难题的重要突破点。
1 当前在植物类中应用的主要生物技术
（1） 细胞基因育种。通过研究细胞转基因，从而利用细胞转基因技术能有效地打破种间杂交障碍，拓展和扩大林业树种的杂交范围，促进加快物种变异速度，并根据林业造林的对树苗的需求，培育出人类所需要的树种。
（2）营养繁殖技术。该技术通过对植物组织进行样品离体培养，从而得到遗传上与母体完全相同的新个体。目前的嫁接和茎段生根（扦插）等技术都属于这各范畴。随着现代组织培养技术的出现，科学利用体细胞胚胎进行繁殖良种的技术，为保持生物种质又高效快速繁殖良种后代开辟了一条新途径。
（3）分子标记技术。广义的蛋白质标记主要包括种子贮藏蛋白和同工酶及等位酶。而狭义说法的分子标记只是指DNA标记。这项技术并不直接对植物生产做贡献，这项技术只能为遗传转化感兴趣的基因定位提供重要的信息，或者是为种群结构、杂交系统和谱系鉴定提供信息。分子标记对于研究种群问的或种群内的遗传变异、评估杂交和自交的水平、对品种或品系进行遗传鉴定及“指纹鉴定”等方面的作用价值是巨大的。
2 现代生物技术在植物类生态领域中的应用
（1） 良种选育。随着生物技术的发展，人们已经可以把一个品种、品系的理想遗传性状转入另一品种、品系，以提高植物的价值、产量和质量。
（2）提高植物的抗虫。利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服化学杀虫剂的长期使用造成药品的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题，还具有成本低、保护全、特异性强等优点。目前人们已获得多种抗虫基因，其中有蛋白酶抑制剂基因，淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等，它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，在抗虫方面得到了广泛的应用，有的已进入了商品化生产。
（3） 提高植物的抗病毒性。传统的抗病毒作物，是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种，然而抗病植株常会转变为感病植株，而且作用范围较窄。最近，研究人员采用基因工程的技术培育有别于传统方法的转基因抗病毒植物，目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。
（4） 提高植物的抗寒。低温对细胞造成损伤的主要原因是造成细胞内膜结构中的脂质双层流动性降低，导致膜结构损伤，影响植物正常的生长。生物膜中双层脂分子保持流动性，主要依靠其中不饱和脂肪酸的含量，不饱和脂肪酸多则抗冻。通过分离能催化形成高不饱和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰转移酶的基因，并将其转入植物而获得具有抗寒能力的转基因作物。
（5）提高植物抗除草剂性。除草剂全世界目前约有2000多个品种，在农药市场占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性，如很多除草剂无法区别庄稼和杂草，有些除草剂必须在野草长起来以前就施用，而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。制造抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物，从而保证宿主植物免受其害，该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。
（6）抗重金属。随着工业发展，空气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染，不但严重影响作物的产量和品质，更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代，提出植物修复、超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长、生物量低、植株矮小，因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性，增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。
（7）现代生物药品。随着人们对化学药品危害性、局限性的逐步认识，生物药品在植物生产中地位逐渐突现出来，成为绿色环境的重要组成部分，受到各国政府的高度重视，有了较为广泛的应用。微生物药品具有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点，但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种，创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。
3 结束语
虽然生物技术的研究需要资金的大量投入，但对生态领域的建设具有重要的意义，也会带来巨大的经济效益、环境效益和社会效益。而且随着大量珍贵生物的面临消失，对转基因技术的研究也将会提供大量有关基因行为和调控的信息，将来转基因技术将会得到更广泛的应用，这将对传统育种方法具有重要的价值。生物技术今后必将在生物的大量繁殖、品种改良、基因转导、实现生物集约化培育等领域，发挥更大的作用，为我国生态系统的发展作出更大的贡献。
参考文献
[1] 詹卓.浅析我国生物技术的发展前景[J].华章，2010，（05）.
[2]张常东.浅谈我国生物技术产业发展[J].中国科技信息，2005，（07）.
[3] 张晓.浅议我国生物技术发展状况[J].科技致富向导，2010，（11）.
[4] 殷实.制约中国生物技术产业发展的八大因素[J].内蒙古科技与经济， 2010，（08）.
[5] 汤国营.我国生物技术产业现状及发展分析[J].统计教育，2005，（05）.