| 標(biāo)題：生物技術(shù)論文：種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力 |
| 生物技術(shù)論文：種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力 摘要：近幾十年來，隨著生物科學(xué)的進(jìn)步，生物技術(shù)逐漸成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力，并在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。世界農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化，以孟山都、先鋒等為代表的跨國公司憑借所掌握的核心技術(shù)迅速崛起，并且成為了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)革命的重要推動(dòng)者和贏家。本文綜述了細(xì)胞工程、分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因等生物技術(shù)在種業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為我國種業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供借鑒和參考。 關(guān)鍵詞：生物技術(shù)，種業(yè)，糧食，農(nóng)業(yè) 1、引言 糧食作為人類生存的首要物質(zhì)基礎(chǔ)，其有效供給關(guān)系著國家發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。我國是一個(gè)擁有13多億人口，但是人均耕地面積不足世界平均水平40% 的超級(jí)大國，確保糧食有效供給，實(shí)現(xiàn)自給自足具有更加重要的意義。2013年10月，_總書記在考察山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院時(shí)指出：“手里有糧、心里不慌”。2013年12月，習(xí)總書記在中央農(nóng)村工作會(huì)議上再次指出：“中國人的飯碗要牢牢地端在自己手中，而且飯碗里主要裝中國糧”。 2013年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出了2014年經(jīng)濟(jì)工作六大任務(wù)，進(jìn)一步明確了我國 “以我為主、立足國內(nèi)、確保產(chǎn)能、適度進(jìn)口、科技支撐”的國家糧食安全戰(zhàn)略。盡管我國糧食總產(chǎn)量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)十一年連續(xù)增產(chǎn)，2013年首次突破了6億噸的大關(guān)，但是我們應(yīng)該看到我國糧食增產(chǎn)背后還有很多問題，例如，我國糧食生產(chǎn)能力受到人口老齡化、農(nóng)村勞動(dòng)力短缺、后備耕地資源不足等各種因素的制約日益凸顯[1]�！按蠖垢挠衩住睂�(duì)于推動(dòng)糧食連續(xù)增產(chǎn)起到了積極的作用，但是不能回避的是我國大豆產(chǎn)業(yè)的“淪陷”。2013年我國大豆進(jìn)口六千多萬噸，大豆的進(jìn) ……（快文網(wǎng)http://www.hancun.net省略1182字，正式會(huì)員可完整閱讀）…… 2.1細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 細(xì)胞工程是生物技術(shù)的一個(gè)重要方面，主要包括細(xì)胞和組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合、染色體及基因轉(zhuǎn)移等方面。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用非常廣泛。通過花藥離體培養(yǎng)培育成的單倍體植株，經(jīng)染色體加倍，可重新恢復(fù)成正常的二倍體植株，這些植株的基因是純合的，自交后代不分離，顯著縮短了育種年限，在育種上有很大的應(yīng)用價(jià)值。培育成功的植物很多，例如水稻品種中花8、9、10、11號(hào)，小麥品種京花1號(hào)等，這些新品種展現(xiàn)出了較大的增產(chǎn)潛力。通常情況下，生物體的細(xì)胞融合發(fā)生在受精過程中，即雌雄配子體融合而形成合子。但在植物與其遠(yuǎn)緣種或沒有親緣關(guān)系的植物間，很難發(fā)生生殖細(xì)胞的融合。通過體細(xì)胞融合（雜交）技術(shù)就可以打破這種生殖隔離，突破種屬間的限制，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。體細(xì)胞融合（雜交）有助于將野生種中的優(yōu)異性狀（基因）轉(zhuǎn)移到栽培種中，如大豆與野生豆的原生質(zhì)體融合將抗花葉病毒基因從野生豆轉(zhuǎn)移到大豆中；小麥體細(xì)胞雜交技術(shù)使小麥屬間植物（高冰草、簇毛麥、新麥草和羊草）的抗病、耐逆等優(yōu)良性狀基因轉(zhuǎn)移到小麥中。山東大學(xué)夏光敏團(tuán)隊(duì)，利用小麥體細(xì)胞雜交的方法，創(chuàng)制了珍貴的小麥漸滲系，并且培育出了耐鹽、抗旱的小麥新品種“山融3號(hào)”�？梢哉f，細(xì)胞工程作為育種的重要手段，已經(jīng)為作物育種和生產(chǎn)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 2.2分子標(biāo)記輔助選擇在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 分子標(biāo)記輔助選擇(marker-assisted selection, MAS)是在作物改良過程中利用分子標(biāo)記進(jìn)行選擇的一種輔助手段[5]。其基本原理是借助于與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記對(duì)選擇個(gè)體進(jìn)行目標(biāo)區(qū)域以及全基因組篩選，加速回交育種進(jìn)程，克服不利連鎖累贅，獲得期望的個(gè)體，達(dá)到提高育種效率的目的[6] [7]。和傳統(tǒng)育種相比，分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)不受環(huán)境影響，可以在早代進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的選擇，可以克服再度利用隱性基因時(shí)識(shí)別難的問題，并能實(shí)現(xiàn)多性狀（基因）的聚合，大大縮短了育種周期，提高了育種的效率。有研究結(jié)果顯示，利用100個(gè)RFLP標(biāo)記，可以使一個(gè)個(gè)體數(shù)為100的回交后代_通過3代選擇就可以使后代的基因型回復(fù)到輪回親本的99.2%，如果通過隨機(jī)挑選，則需要選擇7代。國際水稻所的科研人員通過MAS將分別含有抗稻瘟病基因Pi-1、Pi-z5、Pi-ta的近等基因系進(jìn)行雜交和選擇，實(shí)現(xiàn)了3個(gè)抗稻瘟病基因的快速聚合，體現(xiàn)了MAS在多基因聚合方面的巨大優(yōu)越性[8]。由于分子標(biāo)記輔助育種相比傳統(tǒng)育種具有準(zhǔn)確、快速等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以在小麥、水稻、玉米等作物新品種的培育中得到了廣泛的應(yīng)用。 分子標(biāo)記輔助育種的發(fā)展大體經(jīng)歷了下面幾個(gè)過程：遺傳圖譜構(gòu)建，QTL定位，分子標(biāo)記輔助選擇（MAS），全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），全基因組選擇（GWS）。隨著測序成本的降低和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，全基因組選擇將是分子標(biāo)記輔助選擇育種發(fā)展的重要方向。全基因組選擇是利用對(duì)基因組中所有SNP分子標(biāo)記效應(yīng)的估計(jì)，來實(shí)現(xiàn)與其緊密連鎖的基因效應(yīng)的估計(jì)，從而計(jì)算基因組育種值。與分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）相比，全基因組選擇是基于基因組中所有影響性狀的分子標(biāo)記效應(yīng)的估計(jì)，而不僅僅是一組顯著的標(biāo)記，大大提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性，在遺傳改良育種方面具有很大的應(yīng)用潛力。目前，全基因組選擇研究已應(yīng)用于貝類、牛、豬、玉米、小麥等動(dòng)植物育種中，相信在不久的將來，全基因組選擇研究將成為全球研究的熱點(diǎn)。 2.3轉(zhuǎn)基因在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將人工分離或修飾過的基因?qū)氲缴矬w的基因組中，由于導(dǎo)入基因的表達(dá)引起生物體的性狀可遺傳性的修飾，這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，也被稱為遺傳工程、基因工程、遺傳轉(zhuǎn)化[9]。目前植物的遺傳轉(zhuǎn)化主要有3種方法，即基因槍法、農(nóng)桿菌介導(dǎo)法和花粉管導(dǎo)入法�；驑尫ň褪菍в型庠� DNA的金屬顆粒，高壓下以一定速度射進(jìn)受體細(xì)胞，整合到細(xì)胞中的染色體上而完成轉(zhuǎn)化。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法的原理是農(nóng)桿菌感染植物時(shí)其質(zhì)粒上的T-DNA區(qū)會(huì)整合到植物的基因組中，將目的基因插入到農(nóng)桿菌的T-DNA區(qū)，就可以利用農(nóng)桿菌感染植物實(shí)現(xiàn)目的基因向植物的轉(zhuǎn)移[10]�；ǚ酃軐�(dǎo)入法是利用作物的雌蕊在授粉后形成的花粉管通道將含外源基因的DNA溶液注射到胚囊內(nèi)，使其隨著受精卵的不斷分裂整合到受體基因組中，從而實(shí)現(xiàn)遺傳轉(zhuǎn)化的目的[9]。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)在本質(zhì)上是一樣的，都是利用優(yōu)良基因?qū)ψ魑镞M(jìn)行遺傳改良。例如，傳統(tǒng)的雜交育種實(shí)際上也是親本間基因重組、重排和轉(zhuǎn)移的過程，其本質(zhì)上也是優(yōu)良基因的重組和外源基因?qū)氲倪^程。另外，航天育種、自然突變育種、人工誘變育種等本質(zhì)上也是對(duì)基因的改變。和傳統(tǒng)育種技術(shù)相比，轉(zhuǎn)基因育種能夠打破種間的生殖隔離，從而不受生物體間親緣關(guān)系的限制，使優(yōu)異基因資源的利用更加靈活、高效。另外，和傳統(tǒng)雜交選擇相比，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)所轉(zhuǎn)移的基因一般都經(jīng)過明確的定義，功能清楚，對(duì)某個(gè)基因進(jìn)行準(zhǔn)確的操作和選擇，對(duì)后代的表型預(yù)見性也更強(qiáng)，更加高效。 1983年世界上出現(xiàn)了第一例轉(zhuǎn)基因植物——轉(zhuǎn)基因煙草，1986 年轉(zhuǎn)基因植物被首次批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，1994年首例轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品（轉(zhuǎn)基因耐儲(chǔ)藏番茄）在美國被批準(zhǔn)投入市場[11]。1996 年商業(yè)化以后，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積迅速增長，到2014年，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積達(dá)到1.815億公頃，比1996年的種植面積增加了100多倍[12]�？梢哉f轉(zhuǎn)基因的發(fā)展對(duì)世界糧食安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。從1996年至2014年，通過轉(zhuǎn)基因作物的種植，使全球 ……（未完，全文共6382字，當(dāng)前只顯示3073字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏生物技術(shù)論文：種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力） 上一篇：藥監(jiān)局領(lǐng)導(dǎo)班子“三嚴(yán)三實(shí)”民主生活會(huì)對(duì)照檢查材料 下一篇：種質(zhì)資源國家惠益分享法律機(jī)制構(gòu)建初探 相關(guān)欄目：質(zhì)檢 科技 文教論文 綜合論文 黨務(wù)講話 科學(xué)發(fā)展 就業(yè) |