隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人類生活水平的不斷提高,人類對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量都提出了更高的要求,這就要求人類不斷培育出新的農(nóng)作物品種。傳統(tǒng)育種方法具有周期長(zhǎng)、成本高、效率低等缺點(diǎn)。而生物技術(shù)育種效率高,可以在短時(shí)間內(nèi)培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗蟲(chóng)等農(nóng)業(yè)新品種。生物技術(shù)育種包括細(xì)胞工程育種、基因工程育種、單倍體育種。
由于植物的細(xì)胞具有在發(fā)育上的全能性,即植物的細(xì)胞有發(fā)育成完整生物體的潛能,這是植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)。根據(jù)這一理論,以植物細(xì)胞為基本單位進(jìn)行培養(yǎng),根據(jù)人們的意愿改變其中的某個(gè)特性,從而培育出符合人們意愿的新品種。如中科院已經(jīng)通過(guò)細(xì)胞工程培育成第三代青飼玉米新品種“科多8 號(hào)”。該品種具有分枝多穗、根系發(fā)達(dá)、抗旱、抗倒、持綠度強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),并開(kāi)始種植,表現(xiàn)出較好的性狀與產(chǎn)量。
基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA 重組技術(shù)。所謂基因工程是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù),是將外源基因通過(guò)體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi),使這個(gè)基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)。該操作打破了不同物種之間的生殖隔離,大大提高了育種效率,同時(shí),可以培養(yǎng)出抗蟲(chóng)、抗旱、抗病的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。蚜蟲(chóng)一直是小麥的主要害蟲(chóng)之一,可對(duì)小麥進(jìn)行刺吸危害,影響小麥的光合作用,從而使小麥大幅度減產(chǎn)。一直以來(lái),蚜蟲(chóng)的防治主要靠噴灑殺蟲(chóng)劑來(lái)實(shí)現(xiàn),在殺死蚜蟲(chóng)的同時(shí),也消滅了蚜蟲(chóng)的天敵,同時(shí)也污染了土地,造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。專家經(jīng)過(guò)研究,成功地將GAN 抗蚜蟲(chóng)基因?qū)胄←溨仓?,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞分化,獲得了抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因小麥植株,再?gòu)闹羞x出對(duì)麥蚜具有較強(qiáng)抗性的植株。經(jīng)過(guò)篩選的“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥”蚜蟲(chóng)減少70%以上,同時(shí)對(duì)褐飛虱、葉蟬等害蟲(chóng)也有很好的防治作用。另外,這種“轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)小麥”的產(chǎn)量及品質(zhì)都有很大的提高,也減輕了農(nóng)藥對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。
單倍體育種是利用花藥離體培養(yǎng)等組織培養(yǎng)技術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體植株,再通過(guò)秋水仙素使染色體組加倍,從而使植物恢復(fù)正常染色體數(shù)的一種育種方法。包括孤雌生殖法、花粉花藥培養(yǎng)法、輻射照射法。利用單倍體育種技術(shù)可以使植株優(yōu)良的基因快速純合,獲得穩(wěn)定優(yōu)良的品種,從而能夠提高育種的效率。目前,我國(guó)的科研工作者已經(jīng)成功培育出遺單6 號(hào)、科玉10號(hào)、秦單5 號(hào)等玉米新品種,并且已經(jīng)在生產(chǎn)上進(jìn)行推廣。
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,生物技術(shù)不僅在植物方面應(yīng)用廣泛,而且在畜牧業(yè)中也有了很大的應(yīng)用。1997 年,隨著英國(guó)科學(xué)家成功將綿羊乳腺細(xì)胞移植到另一個(gè)去核卵母細(xì)胞質(zhì)中,并且在受體綿羊中發(fā)育,并順利產(chǎn)下克隆羊,這起生物技術(shù)在動(dòng)物界中的成功應(yīng)用引起了世界轟動(dòng)。從此,生物技術(shù)在動(dòng)物中的應(yīng)用已經(jīng)成為各國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)工程。
我國(guó)人口基數(shù)大,對(duì)奶制品的需求量比較大,然而我國(guó)的奶牛奶羊產(chǎn)奶率都較低,與國(guó)際上的種牛,種羊之間差距較大,如果單純地引進(jìn)國(guó)外的種牛、種羊,不僅成本較大,而且處處受制于人,所以大規(guī)模的引進(jìn)是不現(xiàn)實(shí)的。我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)不斷的研究,我國(guó)目前利用動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)牛、羊的成功克隆。通過(guò)對(duì)高產(chǎn)奶牛的成功克隆可以使我們獲取更高質(zhì)量與產(chǎn)量的牛奶,以最少的投入獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。
利用生物技術(shù)制作動(dòng)物飼料不僅能夠提高我國(guó)飼料的產(chǎn)量,而且能夠降低飼料的生產(chǎn)成本,提高飼料的利用率,推動(dòng)我國(guó)飼料行業(yè)健康、快速地發(fā)展。如我們已經(jīng)利用生物技術(shù)制作甜味劑、酶制劑、益生素制劑、新型飼料蛋白質(zhì)等新型飼料。這些新型飼料不僅能夠促進(jìn)禽畜的健康生長(zhǎng),提高禽畜的產(chǎn)品質(zhì)量,為人類提供更加健康的肉質(zhì),而且能夠進(jìn)一步促進(jìn)畜牧業(yè)穩(wěn)定、快速、健康地發(fā)展。
綜上所述,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且扮演著越來(lái)越重要的角色。我國(guó)的生物技術(shù)目前來(lái)說(shuō)雖有一定的發(fā)展,但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,有著很大的差距。我們要充分認(rèn)識(shí)到自身的發(fā)展與不足,借鑒國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),利用我國(guó)豐富的物種資源,加大資金投入,加大科研,利用生物技術(shù)來(lái)推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的高效化、現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。