21 世 纪 的 农 业 生 物 技 术

中 国 工 程 院 院 士 范 云 六 在 《科 学 时 报》 上 发 表 文 章, 介 绍 了 未 来 的 农 业 生 物 技 术。文 章 写 道:

农 业 是 现 代 生 物 技 术 应 用 的 重 要 领 域 之 一。 普 通 预 测 认 为, 继 医 药 作 为 生 物 技 术 的 第 一 个 浪 潮 之 后, 农 业、 环 保 和 海 洋 生 物 技 术 将 成 为 生 物 技 术 的 第 二 个 浪 潮, 生 物 技 术 产 品 在 农 业 总 产 值 中 的 比 重 将 越 来 越 大。 预 计 到 2005 年, 全 世 界 与 种 子 有 关 的 农 业 生 物 技 术 的 产 值 将 达 到 80 亿 美 元, 到 2015 年 达 250 亿 美 元。 1999 年, 美 国、 加 拿 大、 澳 大 利 亚、 西 班 牙、 法 国、 葡 萄 牙、 阿 根 廷 等 12 个 国 家 的 转 基 因 植 物 种 植 面 积 达 到 3990 万 公 顷, 比 1996 年 增 加 了 23 倍, 实 现 经 济 效 益 21 亿 ~23 亿 美 元。

21 世 纪 的 农 业 生 物 工 程 及 其 产 业 化, 在 各 国 政 府 的 大 力 支 持 下 将 获 得 迅 速 发 展, 预 计 在 本 世 纪 初 期 即 可 成 为 许 多 国 家 经 济 的 重 要 支 柱 产 业 之 一。 21 世 纪 的 农 业 生 物 技 术 的 热 点 将 突 出 表 现 在 以 下 几 个 方 面 :

各 国 对 基 因 的 争 夺 呈 现 白 热 化

21 世 纪, 基 因 组 的 研 究 将 由 "结 构 基 因 组" 向 "功 能 基 因 组" 转 变。

现 在, 谁 先 了 解 基 因 的 功 能, 谁 就 拥 有 了 该 基 因 的 知 识 产 权, 在 基 因 大 战 中 就 会 处 于 主 动 地 位, 在 市 场 上 就 会 占 据 主 导 地 位。

单 基 因 生 物 性 抗 逆 向 持 久 性 抗 逆 的 转 移

分 子 标 记 辅 助 选 择 育 种 可 以 实 现 多 种 基 因 的 累 加, 培 育 出 多 抗 或 广 谱 的 种 质 或 品 种。

国 际 水 稻 研 究 所 已 通 过 分 子 标 记 辅 助 选 择 将 4 种 不 同 的 抗 稻 瘟 病 基 因 累 加 到 同 一 水 稻 品 种 中, 获 得 了 广 谱 抗 稻 瘟 病 材 料。 另 外, 基 因 工 程 育 种 也 可 以 采 取 多 基 因 策 略 来 培 育 持 久 性 抗 逆 的 新 品 种。

生 物 性 抗 逆 向 非 生 物 性 抗 逆 的 转 移

农 作 物 所 处 的 非 生 物 逆 境 包 括 乾 旱、 盐 渍、 冷 冻 或 高 温、 营 养 贫 瘠、 重 金 属 胁 迫、 水 灾、 紫 外 线 等。

农 作 物 基 因 工 程 已 经 在 抗 生 物 逆 境 (如 抗 虫) 方 面 取 得 了 相 当 成 功, 植 物 抗 土 壤 营 养 逆 境 基 因 工 程 研 究 也 取 得 了 一 定 成 果, 某 些 转 基 因 农 作 物 将 在 21 世 纪 初 进 入 商 品 化 生 产。

重 金 属 是 一 类 严 重 的 污 染 源, 转 基 因 植 物 在 清 除 重 金 属 污 染 物 方 面 已 经 表 现 出 一 定 的 作 用。 土 壤 中 缺 乏 一 些 植 物 生 长 必 要 的 无 机 盐 也 是 一 种 逆 境, 通 过 基 因 工 程 手 段 也 可 以 使 植 物 获 得 抵 抗 这 种 逆 境 的 能 力。 如, 山 梨 醇 合 成 能 力 强 的 转 基 因 烟 草 对 于 硼 缺 乏 具 有 一 定 的 抗 性。

目 标 性 状 的 研 究 重 点 将 从 目 前 的 "抗 性"向"品 质" 转 移

所 谓 的 品 质 改 良 内 容 包 括: 水 果 蔬 菜 的 延 熟 保 鲜; 有 益 于 健 康 的 植 物 油 (如 不 饱 和 脂 肪 酸); 增 加 营 养 价 值 (如 维 生 素); 富 含 抗 癌 蛋 白 质 的 大 豆; 高 营 养 的 饲 料 (如 高 赖 氨 酸、 表 达 植 酸 酶 的 玉 米) 等。

利 用 转 基 因 植 物 生 产 稀 有 蛋 白 等 产 品

植 物 生 物 反 应 器 将 是 未 来 基 因 工 程 发 展 的 另 一 个 重 要 领 域 之 一。

利 用 植 物 生 产 口 服 疫 苗、 工 业 用 酶、 脂 肪 酸、 药 物 等 已 成 为 人 们 关 注 的 热 点 和 工 作 重 心。

此 外, 通 过 基 因 工 程 的 方 法 可 以 用 植 物 生 产 来 制 造 生 物 塑 料 的 底 物 多 羟 基 丁 酸, 从 而 最 终 避 免 目 前 所 谓 的 "白 色 污 染" 问 题。

植 物 生 物 反 应 器 研 究 的 进 度 使 农 业 这 一 概 念 的 外 延 大 大 拓 宽, 突 破 了 传 统 农 业 范 畴, 延 伸 到 工 业 和 医 药 领 域。
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