浅谈生物技术与现代农业的发展

浅谈生物技术与现代农业的发展

摘要：众所周知，生物技术对现代农业的发展起着至关重要的作用。现代农业直接影响的粮食安全，而粮食安全关系国计民生和国家经济安全。而生物技术有望成为解决问题的重要途径。根据国内外现代农业的发展过程，我们认为现代农业应该包括以生物技术为核心和以动力装备现代农业为两翼。如何将生物技术与现代农业紧密结合，是我国未来现代农业发展的关键问题。生物技术应该是现代农业的一个方面，但生物技术在现代农业所占的比例多少，随着现代农业的不同发展阶段是不同的。因此，要将生物技术和现代农业紧密结合，二者共同发展，才能形成生物技术型的现代农业。但要发展成为一个生物技术型现代农业国家还需要长期努力，才能最终实现。

关键词：生物技术；粮食安全；现代农业

通过一学期的学习，我对生物技术和现代农业有了进一步的认识。深知生物技术的奥妙和粮食安全的重要。生物技术队现代农业的发展至关重要。

1.什么是生物技术

生物技术（biotechnology），有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。

近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。

生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。

生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，

并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。

目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。

生物药品的起始材料是微生物、寄生虫、动物毒素和生物组织，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包含菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。目前，人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。培养掌握现代生物学和生物技术的基本理论、基本知识和基本技能，获得应用基础研究和科技开发研究的初步训练，具有良好的科学素质、较强的创新意识和实践能力的生物技术高级专门人才。

1.1 农业生物技术的发展现状

到目前为止，植物基因工程已经在很多方面有了深人的发展，包括抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、抗逆(如抗寒冷、抗盐碱)、品质改良(包括碳水化合物的改良、油脂的改良、蛋白质的改良)等。此外，在植物发育调控基因工程方面进展也很快，如开花的调控、成熟期的调控等。植物细胞工程与基因工程的结合，更大程度地提高了基因转化的成功率；分子标记辅助选择加速了单一性状基因育种过程以及在同一品种中多种基因的累加进程自1986年至今，已有大量的转基因植物进入田问试验。美国农业部已批准3315例转基因植物进入田间试验，涉及试验点14154个。

物有抗螟虫玉米，抗甲虫马铃薯，抗除草剂的玉米、棉花和大豆，抗病毒的西葫芦和番木瓜，雄性不育的菊苣以及成熟延迟的番茄等。美国转基因植物的商业化速度超过预测的增长速度。1996年美国Mon—santo公司推广的抗虫棉在美国本土已试种200万英亩，占植棉总面积的13％，1997年增长到17％，在澳大利亚试种15万公顷。1998年，全球共8个国家的转基因植物种植总面积达到2780万公顷，比1996年增加了15倍(中国的数据没有统计在内)⋯。这8个国家是5个工业国家——美国、加拿大、澳大利亚、西班牙、法国以及3个发展中国家——阿根廷、墨西哥和南非。其中，西班牙、法国和南非首次种植了转基因植物。按转基因植物种植面积的多少进行排序：美国，2050万公顷，占总面积的74％；阿根廷，430万公顷，占15％；加拿大，280万公顷，占10％；澳大利亚，10万公顷，占1％；墨西哥、西班牙、法国、南非和中国的转基因植物种植面积都在10万公顷以下，低于1％。5种主要农作物按种植面积的多少排序依次为：大豆，玉米，棉花，油菜和马铃薯。就转基因的性状而言，抗除草剂的农作物种植面积最多，占转基因农作物总面积的77％：其次为抗虫农作物，占22％。全球已有一半以上的大豆和三分之一的玉米种植的是抗除草剂或抗病的转基因品种L2J。在转基因农作物中，双抗农作物(如抗虫+抗除草剂)目前的面积虽少一些，但将来有巨大的发展潜力。

1.2我国农作物生物技术发展的对策

21世纪农作物生物技术的发展方向21世纪的农作物基因工程的发展前景将是非常美好和令人鼓舞的。国际农业生物技术应用机构(International Service for the Acquisition of A 一Biotech Applications，ISAAA)统计和预测，在全球范围内，1998年转基因农作物的销售额为1215亿美元，2000年达到30亿美元，2005年达到80亿美元，2010年达到280亿美元。从目前的研究进展和发展趋势来看，农作物基因工程的热点将突出表现在以下俩个方面。一是基因组学的知识将使人们对生命活动的认识达到前所未有的深刻，各国对基因的争夺呈现白热化。随着植物分子生物学研究内容的不断深人和研究方法的不断更新，基因组研究被认为是本世纪最重大的科研计划之一。二是单基因生物性抗逆向持久性抗逆的转化。

2．什么是现代农业

现代农业定义广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法的社会化农业。在按农业生产力的性质和状况划分的农业发展史上，是最新发展阶段的农业。主要指第二次世界大战后经济发达国家和地区的农业。

现代农业(modern agriculture):相对于传统农业而言，是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法进行的的社会化农业。在按农业生产力性质和水平划分的农业发展史上，属于农业的最新阶段。其基本特征是：一整套建立在现代自然科学基础上的农业科学技术的形成和推广，使农业生产技术由经验转向科学，如在植物学、动物学、遗传学、物理学、化学等科学发展的基础上，育种、栽培、饲养现代农业、土壤改良、植保畜保等农业科学技术迅速提高和广泛应用。

现代机器体系的形成和农业机器的的广泛应用，使农业由手工畜力农具生产转变为机器生产，如技术经济性能优良的拖拉机、耕耘机、联合收割机、农用汽车、农用飞机以及林、牧、渔业中的各种机器，成为农业的主要生产工具，使投入农业的能源显著增加，电子、原子能、激光、遥感技术以及人造卫星等也开始运用于农业；良好的、高效能的生态系统逐步形成。

农业生产的社会化程度有很大提高，如农业企业规模的扩大，农业生产的地区分工、企业分工日益发达，“小而全”的自给自足生产被高度专业化、商品化的生产所代替，农业生产过程同加工、销售以及生产资料的制造和供应紧密结合，产生了农工商一体化。

经济数学方法、电子计算机等现代科学技术在现代农业企业管理和宏观管理中运用越来越广，管理方法显著改进。

现代农业的产生和发展，大幅度地提高了农业劳动生产率、土地生产率和农产品商品率，使农业生产、农村面貌和农户行为发生了重大变化。

3.生物技术在农业中的应用

生物技术在农业中的应用是基于对植物、动物基因学和蛋白质学的认识。很多专家认为只有依靠生物技术，发展中国家才能战胜饥饿，全球因人口增长而产生的食品短缺才有望得以缓解。

通过利用动植物中的特定基因，可以实现用更少的土地种植更多的作物，同时减少农药的使用。利用生物技术，可以在恶劣的气候环境下生产作物。利用生物技术，还可以改善食品的营养和口感等。

美国的St. Louis是全球农业生物技术发展最快的地区。该地区被认为是生物产业带，著名的农业生物技术公司孟山都即在该地区。

生物技术用于育种是一种快捷、有效的育种方法。通过引入特定的基因，以改变动植物的品质。例如，科学家在西红柿中植入抗成熟的基因，可以延长西红柿的货架期。在植物中