| 标题：生物技术论文：种业创新发展的核心驱动力 |
| 生物技术论文：种业创新发展的核心驱动力 摘要：近几十年来，随着生物科学的进步，生物技术逐渐成为农业发展的重要推动力，并在全球范围内产生了巨大的社会、生态和经济效益。世界农业的产业结构也发生了巨大的变化，以孟山都、先锋等为代表的跨国公司凭借所掌握的核心技术迅速崛起，并且成为了农业生物技术革命的重要推动者和赢家。本文综述了细胞工程、分子标记辅助选择、转基因等生物技术在种业领域中的应用历史、现状和发展趋势，为我国种业产业的发展提供借鉴和参考。 关键词：生物技术，种业，粮食，农业 1、引言 粮食作为人类生存的首要物质基础，其有效供给关系着国家发展和社会的稳定。我国是一个拥有13多亿人口，但是人均耕地面积不足世界平均水平40% 的超级大国，确保粮食有效供给，实现自给自足具有更加重要的意义。2013年10月，_总书记在考察山东省农业科学院时指出：“手里有粮、心里不慌”。2013年12月，习总书记在中央农村工作会议上再次指出：“中国人的饭碗要牢牢地端在自己手中，而且饭碗里主要装中国粮”。 2013年12月中央经济工作会议提出了2014年经济工作六大任务，进一步明确了我国 “以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑”的国家粮食安全战略。尽管我国粮食总产量已经实现十一年连续增产，2013年首次突破了6亿吨的大关，但是我们应该看到我国粮食增产背后还有很多问题，例如，我国粮食生产能力受到人口老龄化、农村劳动力短缺、后备耕地资源不足等各种因素的制约日益凸显[1]。“大豆改玉米”对于推动粮食连续增产起到了积极的作用，但是不能回避的是我国大豆产业的“沦陷”。2013年我国大豆进口六千多万吨，大豆的进 ……（快文网http://www.fanwy.cn省略1182字，正式会员可完整阅读）…… 2.1细胞工程在农业上的应用 细胞工程是生物技术的一个重要方面，主要包括细胞和组织培养、细胞融合、染色体及基因转移等方面。细胞培养技术在农业生产上的应用非常广泛。通过花药离体培养培育成的单倍体植株，经染色体加倍，可重新恢复成正常的二倍体植株，这些植株的基因是纯合的，自交后代不分离，显著缩短了育种年限，在育种上有很大的应用价值。培育成功的植物很多，例如水稻品种中花8、9、10、11号，小麦品种京花1号等，这些新品种展现出了较大的增产潜力。通常情况下，生物体的细胞融合发生在受精过程中，即雌雄配子体融合而形成合子。但在植物与其远缘种或没有亲缘关系的植物间，很难发生生殖细胞的融合。通过体细胞融合（杂交）技术就可以打破这种生殖隔离，突破种属间的限制，克服远缘杂交不亲和的障碍。体细胞融合（杂交）有助于将野生种中的优异性状（基因）转移到栽培种中，如大豆与野生豆的原生质体融合将抗花叶病毒基因从野生豆转移到大豆中；小麦体细胞杂交技术使小麦属间植物（高冰草、簇毛麦、新麦草和羊草）的抗病、耐逆等优良性状基因转移到小麦中。山东大学夏光敏团队，利用小麦体细胞杂交的方法，创制了珍贵的小麦渐渗系，并且培育出了耐盐、抗旱的小麦新品种“山融3号”。可以说，细胞工程作为育种的重要手段，已经为作物育种和生产的发展做出了重要贡献。 2.2分子标记辅助选择在农业上的应用 分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)是在作物改良过程中利用分子标记进行选择的一种辅助手段[5]。其基本原理是借助于与目标基因紧密连锁的分子标记对选择个体进行目标区域以及全基因组筛选，加速回交育种进程，克服不利连锁累赘，获得期望的个体，达到提高育种效率的目的[6] [7]。和传统育种相比，分子标记辅助选择育种技术不受环境影响，可以在早代进行准确、稳定的选择，可以克服再度利用隐性基因时识别难的问题，并能实现多性状（基因）的聚合，大大缩短了育种周期，提高了育种的效率。有研究结果显示，利用100个RFLP标记，可以使一个个体数为100的回交后代_通过3代选择就可以使后代的基因型回复到轮回亲本的99.2%，如果通过随机挑选，则需要选择7代。国际水稻所的科研人员通过MAS将分别含有抗稻瘟病基因Pi-1、Pi-z5、Pi-ta的近等基因系进行杂交和选择，实现了3个抗稻瘟病基因的快速聚合，体现了MAS在多基因聚合方面的巨大优越性[8]。由于分子标记辅助育种相比传统育种具有准确、快速等显著优点，所以在小麦、水稻、玉米等作物新品种的培育中得到了广泛的应用。 分子标记辅助育种的发展大体经历了下面几个过程：遗传图谱构建，QTL定位，分子标记辅助选择（MAS），全基因组关联分析（GWAS），全基因组选择（GWS）。随着测序成本的降低和大数据时代的到来，全基因组选择将是分子标记辅助选择育种发展的重要方向。全基因组选择是利用对基因组中所有SNP分子标记效应的估计，来实现与其紧密连锁的基因效应的估计，从而计算基因组育种值。与分子标记辅助选择（MAS）相比，全基因组选择是基于基因组中所有影响性状的分子标记效应的估计，而不仅仅是一组显著的标记，大大提高了预测的准确性，在遗传改良育种方面具有很大的应用潜力。目前，全基因组选择研究已应用于贝类、牛、猪、玉米、小麦等动植物育种中，相信在不久的将来，全基因组选择研究将成为全球研究的热点。 2.3转基因在农业上的应用 转基因技术就是将人工分离或修饰过的基因导入到生物体的基因组中，由于导入基因的表达引起生物体的性状可遗传性的修饰，这一技术称之为转基因技术，也被称为遗传工程、基因工程、遗传转化[9]。目前植物的遗传转化主要有3种方法，即基因枪法、农杆菌介导法和花粉管导入法。基因枪法就是将带有外源 DNA的金属颗粒，高压下以一定速度射进受体细胞，整合到细胞中的染色体上而完成转化。农杆菌介导法的原理是农杆菌感染植物时其质粒上的T-DNA区会整合到植物的基因组中，将目的基因插入到农杆菌的T-DNA区，就可以利用农杆菌感染植物实现目的基因向植物的转移[10]。花粉管导入法是利用作物的雌蕊在授粉后形成的花粉管通道将含外源基因的DNA溶液注射到胚囊内，使其随着受精卵的不断分裂整合到受体基因组中，从而实现遗传转化的目的[9]。 转基因技术与传统育种技术在本质上是一样的，都是利用优良基因对作物进行遗传改良。例如，传统的杂交育种实际上也是亲本间基因重组、重排和转移的过程，其本质上也是优良基因的重组和外源基因导入的过程。另外，航天育种、自然突变育种、人工诱变育种等本质上也是对基因的改变。和传统育种技术相比，转基因育种能够打破种间的生殖隔离，从而不受生物体间亲缘关系的限制，使优异基因资源的利用更加灵活、高效。另外，和传统杂交选择相比，转基因育种技术所转移的基因一般都经过明确的定义，功能清楚，对某个基因进行准确的操作和选择，对后代的表型预见性也更强，更加高效。 1983年世界上出现了第一例转基因植物——转基因烟草，1986 年转基因植物被首次批准进入田间试验，1994年首例转基因植物产品（转基因耐储藏番茄）在美国被批准投入市场[11]。1996 年商业化以后，全球转基因作物的种植面积迅速增长，到2014年，全球转基因作物的种植面积达到1.815亿公顷，比1996年的种植面积增加了100多倍[12]。可以说转基因的发展对世界粮食安全和农业的可持续发展做出了巨大的贡献。从1996年至2014年，通过转基因作物的种植，使全球 ……（未完，全文共6382字，当前只显示3073字，请阅读下面提示信息。收藏生物技术论文：种业创新发展的核心驱动力） 上一篇：药监局领导班子“三严三实”民主生活会对照检查材料 下一篇：种质资源国家惠益分享法律机制构建初探 相关栏目：质检 科技 文教论文 综合论文 党务讲话 科学发展 就业 |