世界农业生物技术发展概况及我国发展展望

来源：个人技术集锦

安徽农学通报,AnhuiAgri1Sci1Bull12007,13(19):87-8887

世界农业生物技术发展概况及我国发展展望

马桂莲　张　琴

(上海市农业科学院农业科技信息研究所,上海　201106)

摘　要:介绍了国内外农业生物技术发展概况并展望了生物技术在我国农业中的发展。

关键词:生物技术;农业;研究应用中图分类号　S188　　　文献标识码　B　　　文章编号　1007-7731(2007)19-87-02

ApplicationofBiotechnologyoftheAgricultureintheWorldandExpectinChina

MaGuilianZhangQin　(AgriculturalScientificandTechnicalInformationResearchInstitute,SAAS,Shanghai201106,China)Abstract:introduceResearchapplicationofAgriculturalBiotechnologyintheworldandexpectinChina.Keywords:Biotechnology;Agriculture;Researchapplication

　　现代生物技术是利用生物有机体或其组成部分(包括器官、组织、细胞或细胞器等),借助于工程原理,提供商品和社会服务的综合科学技术。它是70年代初在重组DNA技术、细胞培养技术以及生物反应技术等深入发展的基础上产生的一门新兴学科。现代生物技术,经过20多年的发展,其应用范围迅速遍及医药卫生、农林牧渔、环境保护等各个领域,为人类解决当今世界所面临的健康、食物、能源、资源和环境等诸多重大问题提供了有利手段。发展最快的未来10年。

3　世界农业生物技术发展的进展

3.1　在基因图谱研究方面　发达国家在基因图谱研究取

1　生物技术在世界农业发展中的重要意义农业是生物技术最重要的应用领域之一。现代生物技术可以培育出优质、高产、抗病虫、抗逆的农作物以及畜禽、林木、鱼类等新品种;可以进行再生能源的利用,解决能源短缺问题;可以扩大食饲料、药品等来源,满足人类日益增长的需要;可以进行无废物的良性循环,减少环境污染,充分利用各种资源等。因此现代生物技术越来越受到各国政府和企业界关注,被认为是新世纪农业科技的先导部分。

2　世界农业生物技术研究特点

2.1　重视生物技术的基础研究　世界各国普遍重视农业

生物技术的基础研究,发达国家不惜工本,在基础研究上开展竞争,如:日本每年拔出2亿美元用于水稻基因定位研究;美国用30亿美元研究人类基因图谱,欧洲各国政府也都支持粮食和蔬菜的基因定位研究。英国一直比较重视农业基础理论和生物技术的研究,特别是不断加大对农业基础研究的经费投入。日本以国立农业研究机构,民间企业以部分道府县农业试验场为主,目前全日本43个都道府县中有34个道府县根据各自的特色针对不同的作物开展转基因技术的基础研究工作。212　农业生物技术的产业化水平不断提高　目前,世界农业生物技术的产业化水平已有很大提高,其中农业生物技术产品市场发展较快的国家有美国、法国、荷兰和德国,1999年美国有8%的公司从事有关生物技术的研究和产品生产,而欧洲的同类型公司有485家,其中从事农业生物技术的占16%。虽然不少农业生物技术产品尚处于研制、试验阶段,商品化的发展也将充满风险和曲折,但是农业生物技术产业化的趋势却是不可逆转的,并有可能迎来

得较大成就:英国完成了小麦基因图谱的测定,这一图谱是目前世界上最详细的,包括21对染色体上的16万亿碱基对,已确定的基因有矮化基因,抗病基因,抗拟基因等;美国对一些主要作物,拟南芥及主要林木进行了遗传图谱的构建,重要基因特别是数量性状位点的标记、定位和作图,并就一些种进行了物理图谱的构建及少数基因的功能分析。澳大利亚与世界14个国家的38个实验室共同完成了牛的基因图谱,它包含了1000个DNA变体,覆盖了全部中基因的95%,是目前最完整的动物基因图谱。3.2　在植物转基因技术研究方面　转基因技术已取得重大突破,全球已在100多种植物中获得了转基因植株。其中,具有实用价值的基因转移包括抗除草剂、抗虫、抗病、抗病毒、改善品质、改变蛋白质组分、雄性不育、改变花形花色、延长保鲜期等基因的转移。如孟山都公司成功地把苏云金杆菌的基因转移到棉花,玉米,西红柿和马铃薯等植物内,组建成抗棉铃虫,抗玉米钻心虫等十几种作物新品种,这些抗虫新品种可使一些作物减少使用杀虫剂(化学农药)约60%。澳大利亚科研人员利用转基因方法研制出抗象鼻虫的豌豆品种,抗PVLR病毒的土豆品种等。韩国已利用基因聚合建立了水稻转基因体系,并已利用此项技术开发出抗除草剂水稻。3.3　植物组织培养、生物防治领域　国际上植物工厂化生产技术研究方面正在向实用化阶段迈进。全世界通过细胞组织培养而成功再生植株的植物已超过600种,有140多种植物能够通过原生质体培养得到再生植株,有200多种植物实现了花药培养成株。

新型生物杀虫剂、生长激素、农用疫苗和诊断盒方面,美国环境保护委员会先后批准了2家公司研制的4种新型生物杀虫剂投入使用,一种保护雏鸡免遭鸡新城疫病毒和鸡痘病毒侵染的基因重组病毒疫苗也于近年实现商品化。3.4　转基因动物生产药物(生物反应器)方面　利用转基因技术研制动物生物反应器是动物生物技术中最具诱惑

作者简介:马桂莲(1965-),女,上海人,副研究员,主要从事农业信息研究。　　收稿日期:2007-09-13

力、最易进入产业化阶段的研究领域,目前已成为世界各国竞争的热点。英国1991年9月报道从转基因绵羊的奶中生产人a1-抗胰蛋白酶(a1-AT);荷兰PHP公司培育出了表达人乳铁蛋白基因的转基因牛,美国GTC公司等培育出了表达抗凝血酶Ⅲ基因的转基因山羊等。比利时则在开发利用转基因油菜生产多肤药物。韩国生命工学研究所培育出了能分泌人乳成份lactoferrin的转基因奶牛个体。3.5　转基因动物育种方面　科学家们运用转基因动物育种新技术已培育出转基因猪、羊、牛、鱼等,培育的转基因猪较普通猪体重增长快,个头大,饲料转化率高,可以为养猪业带来丰厚的经济效益。美国利用基因工程方法把某些动物生长激素基因转移到细菌中,然后由细菌繁殖产生大量有用的激素,这些激素在畜禽新陈代谢过程中,能促进其体内蛋白质的合成和脂肪的消耗,从而加快生长发育。澳大利亚研究人员已设计出一种可以改善羊体内血液中增长荷尔蒙数量基因,从而提高饲料的利用率和改进羊肉的品质。

4　我国农业生物技术的发展概况

我国农业生物技术起步晚,与发达国家有一定差距,但发展顺利,进步较快,在国家政策的扶持下,尤其是在国家“863”计划,“973”计划和“国家转基因植物研究与产业化专项”的直接支持下,已取得了很大的成绩,目前,我国农业生物技术的整体水平在发展中国家处于领先地位,一些领域已经进入国际先进行列。我国是世界上继美国之后,第2个拥有自主研制抗虫棉技术的国家;我国转基因水稻的研制处于世界先进水平。到2003年8月止,我国共受理转基因生物安全评价申请1044项,批准777项。国内从事涉及农业生物技术研究的机构已经超过200家,研发队伍1万多人。2003年全国转基因作物种植面积达

到280万hm。目前,我国涉及农业生物技术的各类研究机构已超过200家,初步形成了从基础研究,应用技术研究到产品开发相互衔接,相互促进的创新体系。4.1　在植物组织培养、染色体工程育种等方面　我国在组织培养的应用与开发方面一直处于国际领先地位,至今已育成数10个水稻、小麦、大麦、玉米、马铃薯、油菜等新品种。在花药培养、染色体工程育种方面:近年来,结合分子标记辅助育种等技术,我国科学家育成了广谱高抗白粉病的小麦—一簇毛麦易位系6VS/6AL,成功地将中间偃麦草抗小麦黄矮病的基因转移到普通小麦中,育成了119880和119899等易位系。4.2　在植物基因组研究方面　植物功能基因研究完成了模式植物水稻和拟南芥大型突变库的构建,克隆了一批与小麦,水稻,棉纤维等品质与发育密切相关的候选基因。完成了10250份水稻和近200份棉花重要遗传资源的鉴定,完成了籼稻9311全基因组的工作框架图和基因精细图,为我国水稻基因组研究做出了重要贡献。完成了水稻籼稻(9311)的全基因组精细图,目前该基因组精确图的覆盖率已达到98%,并且已经有95%的序列准确定位到染色体上,完成了水稻粳稻4号染色体的精确测序,是世界上第1个完成的禾本科植物全基因组测序。

从水稻,小麦,棉花,大豆等重要农作物中分离克隆出

功能基因20多个,这些基因在秸杆利用,作物,蔬菜纤维品质改良,水稻亚种间杂种优势利用,遗传改良植物营养利用等方面有良好的应用前景。4.3　在转基因植物研究方面　我国科学家成功地研制出单价Bt抗虫转基因棉花,并获得了国家专利,我国已成为世界上拥有抗虫棉研制开发整套技术的第2个国家;目前已有4个抗虫转基因棉新品种通过审定,累计推广36.7

万hm,产生的社会与经济效益达717亿元17个抗黄矮病,白粉病和赤霉病的小麦新品种通过品种审定,累计推

广种植96.5万hm,大大超额完成了原定的目标。414　在动物胚胎移植等研究方面　我国牛、羊、猪、兔等家畜胚胎移植和牛、羊、兔等家畜胚胎冷冻技术已获成功。动物的胚胎移植技术已在生产上推广应用。近年来,在胚胎移植技术基础上又进行了奶牛、绵羊切割胚胎的移植,成倍提高了胚胎移植的效率,从而更有效地挖掘优良母畜的遗传潜力。现在试管牛羊,体外核移植、胚胎的切割及体外受精技术均已成功,进入中试。牛的卵母细胞在体外培养成孰等已取得明显进展。在水产上已成功地选育出“四倍体复合银鲫鱼”和“人工复合三倍体鲤鱼”,经大面积饲养试验显示出快速生长特性。如人工复合三倍体鲤鱼生长速度比普通鲤鱼快65%。415　在单克隆抗体研制、动物生物反应器方面　我国已研究制成马传染性贫血、猪瘟、鸡新城疫、草鱼出血疫、马铃薯病毒及其它植物病毒等等一大批单克隆试剂盒,并应用于动植物一些严重病害的快速准确诊断。在动物生物反应器方面,已获得了表达生长激素基因的转基因羊,乳腺表达人生长激素基因和抗凝乳酶基因的转基因绵羊等。

5　生物技术在我国农业发展中的展望

我国农业生物技术及其产业的发展前景是美好的。首先,在国际上发展生物技术的“热度”始终不减,仍在你追我赶,激烈竞争。这是由于生物技术多方面的应用价值决定的,而这种应用价值难以很快被其它技术所替代。其次,我国政府非常重视生物技术在农业上的应用。我国政府已对农业生物技术投入大量资金,此外还在生命科学和生物技术领域建立起众多国家重点实验室,其中与农业有关的20多个,吸引了一大批高水平的科技人才从事范围广泛的农业科学研究工作。只要我们发挥优势,急起直追。我们完全有能力攀登农业生物技术领域高峰,为我国的农业发展作出大更大的贡献。

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(责编:沈黄亮)

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