农业生产生物技术论文
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一、生物技术在农业生产中具体应用及存在问题
1、生物技术在农业生产中具体应用
现代生物技术是一门集多项顶尖技术与工程原理、信息科学等为一体的综合性学科。一般来说现代生物技术主要包括以下七项技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术、生物芯片技术。上述七项技术彼此之间是相互联系，相互渗透的。其中基因工程是核心技术，它能带动其他技术的发展。因此本研究以基因工程在农业中具体应用为例进行系统研究。
（1）基因工程在植物遗传改良中的应用
我国基因工程在植物遗传改良中的应用现状主要包括抗逆作物育种、品质改良育种和固氮育种等。例如在转基因水稻新品种培育、转基因玉米新品种培育和转基因棉花的研究与产业化等方面都取得了较好的成绩。在我国每年植物因病毒、细菌及真菌、害虫、杂草、旱寒盐、高温等因素给粮食作物、园艺作物及经济作物造成了巨大的损失。随着我国现代农业生物技术的发展，以上问题也正在一步步解决之中。目前我国已相续培育并成功推广种植了一些转基因抗病毒作物、转基因抗细菌及真菌作物、转基因抗虫作物、抗除草剂作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物、抗高温作物等。例如在抗盐碱作物方面，刘岩、玉慧中等将抗逆基因mtlD和gutD基因转入植物，获得了烟草、玉米、水稻等植物的耐盐碱转基因株系；在抗旱作物方面，我国科学家把美洲拟碟抗冻蛋白基因转入番茄，得到转基因抗寒番茄。此外我国还成功培育了烟草、马铃薯、黄瓜、番茄等抗病毒作物和将Bt杀虫剂晶体蛋白基因与豇豆胰蛋白酶抑制剂基因复合在一起的双价抗虫棉。在抗逆作物的培育和推广方面，可以说我国处于世界领先地位。
（2）基因工程在利用农作物生产食品中的应用
利用基因工程技术作用于农作物生产食品和食品添加剂主要包括三方面：改进食品原料的品质、改善果蔬采收后的贮藏保鲜性能和开发新型功能性食品。利用基因工程技术可对植物的蛋白质、油脂、淀粉、糖类、维生素等品质性状进行改良，也可延长果实储存期和改良食品风味。
2、生物技术在农业生产应用中存在的问题
（1）生物技术研究方面存在的问题
首先，基础研究比较薄弱。其主要原因：一是由于基础研究的直接性和可见性成果不是很显著，所以很多科研人员不愿意扎深根认真从事基础理论的研究；二是由于绝大多数人都没有认识到基础研究的重要性、基础性和长远性，所以我国在基础研究方面的投入更是微乎其微。由此可知我国在基础研究方面无论是其重视程度还是资金投入和相关政策体制都存在很多问题。其次，应用研究还很欠缺。一方面是由于基础理论研究的薄弱决定了基础应用研究的缓慢发展。同时基础应用研究自身也存在很多问题。比如在植物基因工程育种方面存在如下问题：分离植物目的基因困难，导入外源基因的过程及其控制较为复杂。还有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术各分支领域的结合度不高。第三，某些前沿领域的研究相对滞后。虽然我国在转基因抗虫棉、转基因水稻及家蚕基因方面处于国际领先地位，也参与了一些国际重大的基因组破译计划。但是我国所真正拥有自主知识产权保护的专项领域还是比较少的。这主要是由于我国的生物技术前沿领域研究较美欧等发达国家相对滞后。比如说在生物固氮领域研究得不够深入，影响转基因效率的各种因素、植物光合作用机理等重大问题的研究尚未突破，特别是生物技术与信息技术、神经科学等学科的交叉综合研究还没有引起足够的重视。
（2）生物技术应用所导致的一些问题
首先，对生态的负面影响。现代生物技术的发展和广泛应用，为我们解决了许多重大的环保问题，同时也研发出了不少的新型高效环保产品。但是不可否认，由于其技术本身的发展历程和科学技术在大自然面前的卑微，生物技术的应用也可能引发一些新的环境问题。此外随着全球未来人口数量的继续增加，利用抗逆作物转基因品种扩大农业耕地面积的同时，氮素等农业资源的使用量也随之加大，造成氮素等矿质营养物质生物化学循环的改变，对水体的富营养化可能具有潜在的促进效应，产生不利于人类和动植物生存和可持续发展的不利后果。可见，生物技术在农业生产中的应用也可能引起降低生物多样性程度、改变土壤结构、污染环境等导致生态失衡的一系列问题。其次，对食物安全的影响。转基因食品的安全性问题是潜在性的。主要表现在三方面：一是转基因食品的毒性问题。在这方面，目前只有一些相关的试验报道，尚无人体的研究报告。研究者用转基因食物喂养大鼠，结果有的试验显示大鼠的免疫系统受到破坏，有的试验显示对大鼠没有影响。二是转基因食品的过敏反应问题。假如供体基因的作物具有使某一部分人产生过敏的过敏源，那么将此作物的基因转移到其他作物，这种转基因作物便具有引发过敏的能力。三是转基因食品中的标记基因对抗生素的抵抗作用问题。在这方面，相关研究显示可能性是比较小的，但是我们也不容忽视。
（3）人才紧缺
根据孟弘等人在《对我国生物技术人才问题的几点思考》一文中介绍据2012年统计，我国设生物科学、生物技术和生物工程三大专业的高校已从2011年的978所上升至1058所，招生人数在2011年就超过8万人。目前估计我国生物专业在校生总人数不低于45万，每年毕业的人数5—7万。估计到2020年，我国培养的生物专业大学毕业生总数不少于40万，我国生物技术发展已经具有了很好的技术人才储备。可知我国生物技术方面人才的储备还是很充足。可是仍然存在以下问题：一方面人才培养的速度远远跟不上人才的需求量；另一方面从国外引进的农业生物技术高端人才更是稀缺。还有我们国家派出到国外学习借鉴的人才也显得不足。同时在我国，培养既懂科研技术，也知道生产和市场动向的复合型人才体系尚未建立。此外食品安全评估体系人才的培养方案和模式的构建尚未提上议事日程。再者虽然我国生物技术人才的储备已经很充足了，但是这些从高校培养出来的生物技术人才其毕业后从事农业生物技术方面工作的人占整个生物技术领域的比重比较小。
二、改进生物技术在农业生产应用中采取的措施
1、加强农业生物技术的研究
（1）加强生物技术的基础研究
由于现代生物技术涉及的领域广、范围宽。所以，针对我国在农业生物技术基础理论研究方面的薄弱，我们应该继续加强分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫生物学、人体生理学、动物生理学、植物生理学、微生物生理学、生物化学、生物物理学、遗传学等生物科学基础理论的研究，同时也要加强与生物技术紧密相关的化学、化学工程学、数学、微电子技术、计算机科学等基础理论的研究。
（2）注重生物技术的应用研究
在生物技术领域，基础理论研究的目的是为了更好的服务于基础应用的研究。所以我们必须将基础理论的研究与基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、分子标记技术和生物芯片等现代生物技术的基础应用研究相结合，进行紧密而系统的研究。进而将这些基础理论与基础应用的研究同计算机科学、信息科学和微电子技术等相结合而后应用于生物技术育种、生物饲料、基因工程疫苗和功能性食品的开发等农业生物技术重大领域的研发。从基因组测序的研究转向基因功能探测和蛋白质功能探测的研究。例如，在生物固氮方面，在我国农区的布局上，氮含量高的区域实行豆、禾、经济作物间套轮作，可缓解和排除氨阻遏的障碍，发挥根瘤菌的固氮作用，实现两种作物互惠和高产；在有条件的草地发展一定面积的豆、禾、牧草混播种植制度。
2、采取措施避免应用生物技术所导致的负面影响
（1）现代性与传统性相结合
除了加强生物技术本身的研究、完善相关体制与法规、加大人才培养和资金投入以解决生物技术在农业生产应用中所带来的一些不良后果、环境问题等，我们还应该把农业生物技术的应用与生态学相结合，把生物技术育种与传统育种相结合，把生物技术作物种植、养殖与传统作物种植、养殖相结合。做到充分利用现代高科技术的同时，又顺应大自然本身的发展规律。
（2）建立健全转基因食品安全评估体系
针对转基因食品对我们人体健康的影响是潜在的和隐性的，我国应建立健全转基因食品安全评估体系。为此，我们要确立科学客观的评价原则，既不能以偏概全，夸大威胁，也不能漠然视之，回避转基因产品可能存在的潜在危险。应投专款、定专人，将安全性问题设立为一项重要课题。从食品安全、生态安全着手，实事求是地个案评估，作出科学的评价，尽快制订和完善国家生物安全管理的法律、法规体系。使转基因食品的安全评估落到实处，使老百姓对转基因食品买得放心、用得安心。一方面我们要科学合理地应用生物技术，建立健全相应的法律、法规体系和管理机构，加强转基因生物的进出口管理。另一方面我们要加强、扩大科普宣传，提高全民对转基因食品的安全意识。
3、加大人才的培养
我们不仅要加强农业生物技术研发人才的培养，以弥补我国农业生物技术科研力量的薄弱。同时我们还要在有机会的科研院所、生物技术公司派出一部分科研人员到国外学习、借鉴。对没有机会的科研院所、生物技术公司，也要争取创造机会选派有关人员到国外学习和借鉴。当然我们还需要从国外引进农业生物技术方面的高端人才。特别是注意培养既懂科研技术，也知道生产和市场动向的复合型人才。还有食品安全评估体系人才的培养也是其重要的一方面。此外相关机构部门应该出台一系列鼓励、支持的政策和措施，以便更多的生物技术人才更好地为农业生物技术效力和服务。
作者：张建学 单位：安平县农牧局
