轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的應(yīng)用范文
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【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)基因技術(shù);轉(zhuǎn)基因植物;轉(zhuǎn)基因生物
轉(zhuǎn)基因技術(shù)是首先在體外進(jìn)行基因操作,然后轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞表達(dá)。外源基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)可進(jìn)行人為調(diào)控,克服了生物物種之間生殖隔離的自然屏障,可按照人們的意志創(chuàng)造出自然界中原來并不存在的新的生物功能和類型。
1轉(zhuǎn)基因植物
轉(zhuǎn)基因作物的研究規(guī)模已達(dá)到了空前的水平。自1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因抗病毒植物誕生以來,轉(zhuǎn)基因作物的研制、中間試驗、田間釋放和商業(yè)化種植得到了迅速的發(fā)展,到1997年底,轉(zhuǎn)基因植物已達(dá)幾百種;轉(zhuǎn)基因作物于1986年在美國和法國首次進(jìn)入大田試驗,到1997年底全世界轉(zhuǎn)基因作物的田間試驗已達(dá)25000多例;1994年,美國批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因延熟番茄的商業(yè)化生產(chǎn),到1997年底,全世界共有51種轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品被正式投入商品化生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)基因作物的種植面積正在迅速擴(kuò)大。全世界轉(zhuǎn)基因作物的種植面積在1995年僅為1.2×106hm2,1996年為2.84×106hm2,1997年為1.25×107hm2,1998年為2.78×107hm2,1999年增至3.99×107hm2.2000年進(jìn)一步增至4.42×107hm2,2001年已達(dá)5.26×107hm2。2001年全球轉(zhuǎn)基因作物按作物種類統(tǒng)計為:大豆占46%,棉花占20%,油菜占11%,玉米占7%;按國家統(tǒng)計:美國占70%(面積,下同)、阿根廷占22%、加拿大占6%、中國占1%~3%,上述4國占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的99%;按目標(biāo)性狀分類:抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物占77%,抗蟲轉(zhuǎn)基因作物占15%.據(jù)統(tǒng)計,1999年美國轉(zhuǎn)基因大豆、棉花和玉米的種植面積,分別占該國相應(yīng)作物種植面積的55%、50%和30%.
轉(zhuǎn)基因作物具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益,1997年美國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植面積為1×106hm2,平均增產(chǎn)70%,每公頃抗蟲棉可增加凈收益83美元,直接經(jīng)濟(jì)效益近1億美元;1998年美國種植轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米達(dá)5×106hm2,平均增產(chǎn)9%,其凈收益為68.1美元/hm2,可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益3.4億美元。1995年全球轉(zhuǎn)基因作物的銷售額僅為0.75億美元,1998年達(dá)到12億美元~15億美元,2000年已達(dá)30億美元,5年間增加了40倍。預(yù)計2005年將達(dá)60億美元,2010年將達(dá)到200億美元。
2植物用轉(zhuǎn)基因微生物
自上世紀(jì)80年代以來,重組農(nóng)業(yè)微生物工程研究取得了突破性進(jìn)展,其中新型重組固氮微生物研究已進(jìn)入田間試驗,一些殺蟲、防病遺傳工程微生物進(jìn)入田間試驗或商業(yè)化生產(chǎn)。防凍害基因工程菌株已于1987年進(jìn)入田間試驗,防治果樹根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亞和美國獲準(zhǔn)登記,目前已在澳大利亞、美國、加拿大和西歐一些國家銷售,這是世界上首例商品化生產(chǎn)的植病生防基因工程細(xì)菌制劑。具有殺蟲活性的轉(zhuǎn)B.t基因工程細(xì)菌,自1991年起已有多個產(chǎn)品進(jìn)入市場。在高銨條件下仍保持良好固氮能力的耐銨工程菌株,也進(jìn)入田間試驗。
3轉(zhuǎn)基因動物
轉(zhuǎn)基因動物主要應(yīng)用于以下幾個方面:改良動物品種和生產(chǎn)性能;生產(chǎn)人藥用蛋白和營養(yǎng)保健蛋白;生產(chǎn)人用器官移植的異種供體;建立疾病和藥物篩選模型;生產(chǎn)新型生物材料等。1998年全球動物生物技術(shù)產(chǎn)品總銷售額約為6.2億美元,預(yù)計2010年總銷售額將達(dá)到110億美元,其中75億美元是轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品。
4獸用基因工程生物制品
獸用基因工程生物制品是指利用重組DNA技術(shù)生產(chǎn)的獸用免疫制劑。主要包括:單克隆抗體等診斷試劑,目前國內(nèi)外正在研究、開發(fā)或已應(yīng)用的單克隆抗體診斷試劑已達(dá)1000多種;基因工程疫苗,已有44例獲準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn),其中重組亞單位疫苗30例,基因缺失活疫苗12例,基因重組活疫苗2例。此外,還有DNA疫苗和獸用基因植物源生物制品等。
5轉(zhuǎn)基因水生生物
迄今為止,全世界研究的轉(zhuǎn)基因水生生物達(dá)20余種,已有8種進(jìn)入中間試驗,其中我國有一種兩例,僅有大西洋鮭1種可能已開始小規(guī)模商品化生產(chǎn)。
6我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化概況
我國轉(zhuǎn)基因植物的研究開發(fā)始于20世紀(jì)80年代,1986年啟動的863高新技術(shù)計劃起到了關(guān)鍵性的導(dǎo)向、帶動和輻射作用。據(jù)1996年統(tǒng)計,國內(nèi)正在研究和開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物約47種,涉及各類基因103種。1997年~1999年,有26例轉(zhuǎn)基因植物獲準(zhǔn)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。按轉(zhuǎn)基因性狀分:抗蟲16例,抗病毒9例,改良品質(zhì)1例。按作物劃分:棉16例,番茄5例,甜椒4例,矮牽牛1例。
轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是國內(nèi)植物基因工程應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的第一個成功范例,使我國成為繼美國之后獨(dú)立研制成抗蟲棉,并具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第二個國家。1998年~2001年4年累計種植逾1.3×106hm2,減少農(nóng)藥使用量70%以上,產(chǎn)生了巨大的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。由于其傘形輻射的帶動作用,抗蟲轉(zhuǎn)基因水稻、玉米、楊樹等一批后繼轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品正在進(jìn)行田間試驗,蓄勢待發(fā)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)將使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻的結(jié)構(gòu)變化,向農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)與食品、農(nóng)業(yè)與加工結(jié)合的方向發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:生物技術(shù);負(fù)面影響;解決對策
一、生物技術(shù)概述
生物技術(shù),通常又被稱為生物工程,是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理,按照預(yù)先的設(shè)計改造生物體或加工生物原料,為人們生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品或達(dá)到某種目的。在這里所謂的先進(jìn)的工程技術(shù)手段主要是指基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程以及蛋自質(zhì)工程五大方面。自20世紀(jì)后半葉以來,生物技術(shù)發(fā)展迅猛,生物技術(shù)的深入廣泛應(yīng)用不僅在一定程度上改變了人們的日常生活,它不僅提高了人們的生活質(zhì)量,也改善了人們生命的質(zhì)量,更是人類在認(rèn)識生命本質(zhì)的問題上取得了更高的成就,給人類新的福音,然而,任何事物都不能片面的看待,它都具有兩面性,生物技術(shù)在造福人類生活的同時,也帶來了大量破壞生態(tài)系統(tǒng)和沖擊現(xiàn)有社會秩序的棘手問題。
二、生物技術(shù)帶來的負(fù)面影響
任何一項科學(xué)技術(shù)都有其兩面性,在給人類帶來福祉的同時也伴隨著一些問題,這些問題的出現(xiàn)有些是隱性的,有些是顯性的,有些是目前無法解決的,有些則是可以控制的。生物技術(shù)也是如此。它為解決食品短缺、資源和能源匾乏、環(huán)境污染、人類的生存與健康、等重大問題帶來了新的希望。與此同時,在生物技術(shù)的應(yīng)用中也帶來了危害生態(tài)環(huán)境,人體健康等一系列問題。
1、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的潛在威脅
(1)轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)系統(tǒng)的破壞
轉(zhuǎn)基因作物對于地球生態(tài)系統(tǒng)是一種全新的生物,在“適者生存的”的生物進(jìn)化過程中,它的出現(xiàn)必然會改變生物之間的競爭關(guān)系,這將會淘汰一部分原始物種,導(dǎo)致部分生物面臨滅種的危機(jī)和生態(tài)的失衡,從而破壞了生物的多樣性。此外,許多轉(zhuǎn)基因生物都含有某種特定基因,這種基因會產(chǎn)生一種對昆蟲有害的蛋白質(zhì)。如果大面積長時間使用這種轉(zhuǎn)基因生物,可能會使害蟲產(chǎn)生一定的抗藥性,使轉(zhuǎn)基因作物的抗蟲性大大降低。此外,在自然生態(tài)環(huán)境下,一些轉(zhuǎn)基因作物可能會與生長在周圍的野生近緣品種通過花粉傳播等方式進(jìn)行雜交,從而將自身攜帶的外源基因傳給野生品種,這將嚴(yán)重擾亂生態(tài)系統(tǒng)的平衡。轉(zhuǎn)基因技術(shù)還引發(fā)基因污染,這種污染不同于化學(xué)污染,它在適合的環(huán)境條件下可以大范圍傳播并長久存在?;蛭廴臼峭ㄟ^花粉風(fēng)揚(yáng)等方式來擴(kuò)散的,這種方式是不可控的,造成的后果也是無法預(yù)估和挽回的?;蛭廴臼澜缟衔ㄒ灰环N可以隨著生物不斷繁衍,擴(kuò)散卻又難以清除的污染。因此這種污染對于生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境的破壞性更大。
(2)轉(zhuǎn)基因食物對人體健康的威脅
盡管轉(zhuǎn)基因食物在某些方面具有較高的營養(yǎng)價值,但是獲取這種高營養(yǎng)價值的代價可能會是使食品本身產(chǎn)生大量毒性分子以及抗?fàn)I養(yǎng)分子,如果處理不當(dāng)就會使轉(zhuǎn)基因食物具有比其它同類食物更高的毒素含量,對人體造成嚴(yán)重的生理影響甚至死亡。這種毒性還會間接表現(xiàn)在降低人體免疫力,使人體產(chǎn)生過敏反應(yīng),人本身抗藥性的增強(qiáng)上。轉(zhuǎn)基因生物及其附屬產(chǎn)品在一定程度上會降低動物甚至人類的免疫能力,進(jìn)而對動物及人類的健康安全和生存能力產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如英國科學(xué)家在實驗中讓小白鼠食用轉(zhuǎn)基因大豆,小白鼠體重減輕,身體內(nèi)器官生長出現(xiàn)異常,自身免疫系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。同時,轉(zhuǎn)基因食品還可能會引起食用者或接觸者產(chǎn)生過敏性反應(yīng)。轉(zhuǎn)基因作物中的某種外源基因會使該種轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生新的蛋白質(zhì),而這種蛋白質(zhì)是人類在正常自然進(jìn)化中無法生成的,它可能就會破壞人類正常的免疫系統(tǒng)甚至誘發(fā)或者增加變應(yīng)原性風(fēng)險,從而導(dǎo)致過敏性反應(yīng)的出現(xiàn)。此外科學(xué)家在一味提高轉(zhuǎn)基因食品中某種營養(yǎng)成分后,可能會破壞整個食物的營養(yǎng)成分,從而打破食物本身的營養(yǎng)平衡,導(dǎo)致人體攝入營養(yǎng)的不均衡,影響人體內(nèi)在生理機(jī)制。
2、克隆技術(shù)的負(fù)面效應(yīng)
就目前來看克隆技術(shù)還不是特別成熟,克隆動物的成功率低,死亡率高,這都是技術(shù)不成熟的表現(xiàn)。但如果運(yùn)用得當(dāng)克隆技術(shù)還是可以在某種程度上極大的造福人類。如克隆技術(shù)可以更好地幫助人類了解生物的生長發(fā)育機(jī)制,完善生物的基因圖譜這樣我們就可以更好的阻止人類衰老,治愈一些目前人類無法完全治愈的疾病,有效防止大范圍傳染病的爆發(fā),還可以培育更優(yōu)良的農(nóng)作物和家畜品種。但是,如果克隆技術(shù)應(yīng)用于人類的繁衍問題上,那將會給人類帶來巨大的生存和發(fā)展問題。首先,克隆人的出現(xiàn)將會對現(xiàn)有人的社會關(guān)系、家庭結(jié)構(gòu)帶來巨大沖擊,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的倫理問題。其次,克隆人的出現(xiàn),由于其身份難以認(rèn)定,這就會使人倫關(guān)系發(fā)生模糊、混亂甚至顛倒,從而對傳統(tǒng)的家庭觀念、權(quán)利觀和義務(wù)觀造成強(qiáng)烈沖擊。最后,克隆人會因自己的特殊存在,在社會和家庭中扮演的特殊角色而出現(xiàn)心理問題,產(chǎn)生心理缺陷,就會導(dǎo)致一系列新的社會問題的出現(xiàn)。
3、基因武器的嚴(yán)重危害
任何一項新技術(shù)的出現(xiàn)都會很快的成為軍事領(lǐng)域的寵兒。生物技術(shù)也不例外,基因技術(shù)作為生物技術(shù)的一個分支,它的開發(fā)受到了很多國家的追捧,一些軍事大國甚至棄“禁止生物武器公約”于不顧,爭先投入大量人力和資金來研發(fā)基因武器。基因武器是按照作戰(zhàn)需要,通過基因重組技術(shù)改變細(xì)菌或病毒,使不可致病的成為可致病的,使可用疫苗或藥物預(yù)防和救治的疾病變得難于預(yù)防和治療,而制造出來的新型生物武器。人類由于種群的不同,其遺傳基因也有所差異,根據(jù)遺傳基因的不同將特定種群作為攻擊目標(biāo)是完全可以實現(xiàn)的。基因武器與傳統(tǒng)武器裝備相比具有巨大優(yōu)勢,一是殺傷威力極大,成本較低,二是使用方法簡單,可以靈活應(yīng)用于各種戰(zhàn)術(shù)之中,三是,殺傷過程隱蔽,極難防御。但是基因武器對人類和生態(tài)環(huán)境造成的危害也不容小覷,基因武器給人帶來的傷害不僅體現(xiàn)在身體上,更多的是給人的心理造成的傷害。它對生態(tài)環(huán)境也會帶來不可預(yù)估的傷害,可能會導(dǎo)致某個物質(zhì)的滅絕,對土壤傷害的不可逆,嚴(yán)重破壞生物鏈的循環(huán),徹底打破生態(tài)平衡。
三、生物技術(shù)負(fù)面效應(yīng)的解決對策
1、倫理道德的控制
生物技術(shù)的負(fù)面效應(yīng)可以通過倫理道德手段來進(jìn)行控制,運(yùn)用的正確的道德評價和價值導(dǎo)向來引導(dǎo)和規(guī)范技術(shù)主體在技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用過程中對于技術(shù)開發(fā)的可能性,并且要考慮其目的和結(jié)果的正確性。通過社會道德標(biāo)準(zhǔn)來約束和規(guī)范技術(shù)行為,協(xié)調(diào)好技術(shù)發(fā)展與人類發(fā)展間的倫理關(guān)系。我們應(yīng)該提高技術(shù)研發(fā)者(即科學(xué)家)的道德責(zé)任意識,在以追逐經(jīng)濟(jì)利益為主要目標(biāo)的當(dāng)代社會,科學(xué)家在為某個組織或機(jī)構(gòu)謀求利益的同時,要以追求真理為目標(biāo),具有科學(xué)精神,不能因為眼前利益的誘惑而放棄科學(xué)研究的崇高性。如果一個科學(xué)家明明知道某項科學(xué)技術(shù)的使用會嚴(yán)重危及人類的生命安全,那么他就應(yīng)該及時遏止該項技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。歸根到底,不論科學(xué)研究還是某項技術(shù)的的社會應(yīng)用,都是在社會中進(jìn)行的,而這一舞臺是由各國政府搭建并主導(dǎo)的,因此政府必須規(guī)范科技的應(yīng)用,并建立起一套普遍適用的倫理道德規(guī)范。
2、法律的制約
倫理道德規(guī)范只能從人性的層面來控制生物技術(shù)所帶來的不良影響,不被有強(qiáng)制性,無法完全約束生物技術(shù)的濫用。此時,法律的制定就顯得尤為重要,我們需要通過更為理性的方式從形式和價值對生物技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)來進(jìn)行有效抑制。法律作為一種價值理性,它對科學(xué)技術(shù)的非理性和非人道利益因素的抑制,對技術(shù)理性的過度強(qiáng)調(diào)而導(dǎo)致人和社會生活的技術(shù)化的矯正具有其他方式無法替代的作用。因為法律的客觀性已經(jīng)使飛速發(fā)展的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生了一定的依賴性。也正是因為法律的客觀性使它成為應(yīng)對和防范社會危害行為最為有效的規(guī)范。這一點(diǎn)就決定了法律的介入會有效地遏制生物技術(shù)的濫用行為,充分有效克服生物技術(shù)在研發(fā)和使用階段所產(chǎn)生的不良后果的負(fù)面效應(yīng)。首先,就必須要重視法律所應(yīng)當(dāng)具有的作用。各國政府應(yīng)該積極制定相應(yīng)法律來規(guī)范現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng),通過具體法律手段來約束科學(xué)家和某些利益集團(tuán)的行為。其次,在立法的過程中要嚴(yán)格遵守科學(xué)立法的原則,不能脫離實際,盲目立法。法律是促進(jìn)科學(xué)技術(shù)健康發(fā)展的推動力,是保障社會和諧穩(wěn)定的有力支撐。最后,法律生效之后要具有執(zhí)行力,不能是空架子,對于違法行為,違法個人和違法集體要有相應(yīng)的懲罰措施,真正使法律條文落到實處。
3、社會公眾的監(jiān)督
任何一項問題的解決都離不開社會公眾的參與,要正確處理生物技術(shù)所帶來的一系列負(fù)面效應(yīng)也是如此。首先,我們要擴(kuò)大社會公眾參與的方式途徑。在生物產(chǎn)品問世后,針對其帶來的問題,政府的監(jiān)管責(zé)無旁貸,對于問題的解決應(yīng)該讓社會大眾充分參與,舉行聽證會,邀請社會各界人士來討論對策,也可以開通網(wǎng)上通道,增加社會大眾的發(fā)聲途徑,集思廣益,不能應(yīng)為只是單純追逐資本利益而忽視公眾的利益。其次,社會公眾因該提高自我權(quán)利意識,培養(yǎng)風(fēng)險認(rèn)識,不能只是看到眼前技術(shù)所帶來的好處,要看到新技術(shù)帶來好處的另一面,不能盲目追求經(jīng)濟(jì)利益,而不考慮可持續(xù)發(fā)展。最后,應(yīng)該完善社會公眾監(jiān)督機(jī)制。社會公眾的參與是必要的,監(jiān)督的機(jī)制卻是必須的。監(jiān)督機(jī)制的制定可以更好的規(guī)范技術(shù)的合理應(yīng)用,使技術(shù)可以創(chuàng)造更大的社會效益,更好地造福人類。生物技術(shù)的正確合理應(yīng)用將會為生態(tài)環(huán)境的改善,人類未來的健康發(fā)展提供更加有力的保障。
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關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)育種 生物技術(shù)
我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢來看,僅僅利用傳統(tǒng)的常規(guī)育種方法已經(jīng)很難滿足我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對作物新品種的要求,因而借助于農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與常規(guī)育種方法相結(jié)合的方式將會創(chuàng)造出更多的新種質(zhì),進(jìn)而培育出更多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和多抗的新品種。作物生物技術(shù)育種所研究的主要內(nèi)容涉及到在生物體內(nèi)的細(xì)胞組織、染色體和基因等方面對其遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行改造和改良,以便獲得具有更大增產(chǎn)潛力的作物新品種。
一、 常規(guī)育種與生物技術(shù)育種
常規(guī)育種技術(shù)是基于對種內(nèi)和種間雜種優(yōu)勢的利用,很有限而且是依靠育種家的經(jīng)驗在田間和畜舍對動植物作表型選擇;主要有雜交育種,單倍體育種,多倍體育種等。 而生物技術(shù)的強(qiáng)大之處在于能突破動物、植物、微生物之間的界限作基因的轉(zhuǎn)移,這就極大地拓寬了種質(zhì)資源和雜種優(yōu)勢的利用,而且可以直接作基因型的早期選擇和在實驗室內(nèi)操作;可以大大提高育種的目標(biāo)性和效率,縮短育種周期和減少工作量。
二、 生物技術(shù)育種取得的成就
迄今為止,國際上已成功地把有實用價值的基因如抗病毒、抗蟲、抗除草劑,改變蛋白質(zhì)組成、提高淀粉含量、雄性不育、改變花色和花形,延長保鮮期等的基因分別轉(zhuǎn)人植物。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種的研究成果正在越來越多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),深刻地影響著農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式和效益。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部(USDA)1996年對美國50年來畜牧生產(chǎn)中各種科學(xué)技術(shù)所起作用的總結(jié),品種改良的作用居各項技術(shù)之首。1996年亞拉巴馬州3/4以上的棉花是抗蟲害的遺傳工程棉花。另外在玉米育種研究領(lǐng)域,玉米育種專家和分子生物學(xué)家攜手,共同致力于玉米新品種的研究與開發(fā)。認(rèn)識到相互的合作才是發(fā)展現(xiàn)代生物技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的正確道路,科學(xué)家們已經(jīng)通過應(yīng)用分子標(biāo)記手段找到了我國玉米自交系的主要類群,并成功地繪制了我國第一張玉米分子標(biāo)記連鎖圖譜,選育出了抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米品種,并已走出了實驗室進(jìn)入了國家區(qū)試,有望在未來的幾年得到推廣應(yīng)用??寺〖夹g(shù)在玉米育種上也已啟動,克隆玉米部分優(yōu)良基因的工作進(jìn)展順利,并取得初步成效。分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)也開始進(jìn)入育種程序。在未來的育種領(lǐng)域,不管何類作物,都將不可避免的廣泛地使用生物技術(shù)。而生物技術(shù)也將在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各領(lǐng)域彰顯其不可替代的卓越的增產(chǎn)潛能。
三、 生物技術(shù)育種的不足之處
然而,由于生物技術(shù)其自身的復(fù)雜性和高技術(shù)性,人類對其認(rèn)識的局限性,轉(zhuǎn)基因作物類品種的應(yīng)用將有可能造成對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和人類自身的傷害。在歐美等發(fā)達(dá)國家的一些科學(xué)家們也對轉(zhuǎn)基因作物及產(chǎn)品與生物制品的廣泛應(yīng)用提出了疑慮和非議,出于對人類自身和生態(tài)環(huán)境的安全考慮這些疑慮和非議也不無道理,我們應(yīng)當(dāng)充分估計轉(zhuǎn)基因類作物對人類和有益生物可能帶來的不良變異和嚴(yán)重的生態(tài)污染。因而,我們在研究和應(yīng)用轉(zhuǎn)基因作物類品種時,應(yīng)充分的考慮轉(zhuǎn)基因作物自身的安全性,轉(zhuǎn)基因作物及其產(chǎn)品對人與有益生物的安全性保障問題,轉(zhuǎn)基因技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,改良和克服轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不利因素,建立和完善轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)和安全評價體系,保障糧食生產(chǎn)安全。
四、 我國生物技術(shù)育種的發(fā)展
我國植物基因工程技術(shù)將在兩個方面有明顯的發(fā)展。第一,轉(zhuǎn)基因的技術(shù)將會有新的突破。80年代初,最早利用一種叫土壤農(nóng)桿菌的微生物作為載體將目的基因轉(zhuǎn)入受體。這種細(xì)菌只能侵染大部分雙子葉植物和少數(shù)單子葉植物,因而使農(nóng)作物的基因工程受到很大限制。80索轉(zhuǎn)化農(nóng)作物的新方法,其中包括使用電擊法、微彈射擊法、PEG法和其它一些直接將DNA導(dǎo)入受體的方法。今后這些新技術(shù)將不斷完善,同時還會有一些新的基因?qū)爰夹g(shù)出現(xiàn)。第二,分離基因的技術(shù)將會有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物體質(zhì)量性狀的單基因,即只要轉(zhuǎn)入一個基因就能獲得所需要的目標(biāo)性狀,例如抗病毒特性、抗蟲特性和抗除草劑特性等。從分離單基因到成功地分離出多基因,其技術(shù)要求會更嚴(yán)格,這將是今后植物基因工程有待突破的一個重要方面。除此之外,我國農(nóng)業(yè)分子育種經(jīng)過20多年的艱苦探索之后,已經(jīng)形成了比較完善的技術(shù)體系,培育了一大批新種質(zhì)和新品種。這項探索性研究始于1974年,其理論依據(jù)就是DN段雜交假說,即在遠(yuǎn)緣生物間的雜交種中,細(xì)胞內(nèi)的異源染色體在減數(shù)分裂中不可能進(jìn)行正常配對,但異源染色體在受體細(xì)胞內(nèi)一旦被裂解之后所產(chǎn)生的DN段有可能隨其同源DNA順序進(jìn)入受體染色體,由此會使受體所產(chǎn)生的子代群體發(fā)生某些遺傳性變異。目前,我國農(nóng)作物分子育種在外源DNA(基因)導(dǎo)入受體的技術(shù)上已日趨完善,其中包括授粉后花粉管通道技術(shù)、幼穗穗莖注射技術(shù)、種子胚浸泡技術(shù)和莖端DNA槍擊技術(shù)等。在水稻、普通小麥、棉花和大豆等主要作物上均已獲得了一大批轉(zhuǎn)基因新種質(zhì)和新品種(品系),這些新品種(系)在生產(chǎn)上的增產(chǎn)效益非常明顯。
現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用將作為生物技術(shù)的“第二次浪潮”在下一個世紀(jì)全面展開,這將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的飛躍。當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的一個主流方向就是進(jìn)一步闡明生物體基因組及其編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。作物生物技術(shù)育種在今后一個時期內(nèi)的研究重點(diǎn)就是研究與農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等有關(guān)的基因結(jié)構(gòu)、功能及其應(yīng)用。隨著研究的不斷深入,生物體內(nèi)部的許多奧秘將被揭開,生物體生長發(fā)育和繁殖的一些機(jī)理將被掌握。
參考文獻(xiàn):
[1]劉后利,農(nóng)作物品質(zhì)育種,湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2001.
篇4
關(guān)鍵詞:植物;生物技術(shù);應(yīng)用
始于20世紀(jì)中葉的新技術(shù)革命,可稱為第三次技術(shù)革命。它是在20世紀(jì)自然科學(xué)理論最新突破的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,包括信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等。近20年現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)及食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域示了廣闊的發(fā)展前景。植物生物技術(shù)不僅從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)作物的培育和種植,也為社會生產(chǎn)帶來了新一輪的革命。
一、植物生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著植物生物技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因作物的種植面積不斷擴(kuò)大,我國主要是黃豆、玉米、棉花、油菜4種轉(zhuǎn)基因作物,約占全球轉(zhuǎn)基因作物栽培面積的99%,其中抗除草劑黃豆占63%,抗蟲玉米占19%,抗蟲棉花占13%,轉(zhuǎn)基因油菜占5%。其他還有抗病毒南瓜、番木瓜、抗蟲土豆、水稻和甜菜等。各國加大轉(zhuǎn)基因植物研究開發(fā),取得了重大突破,進(jìn)入田間試驗的轉(zhuǎn)基因,作物已超過500多種。中國等發(fā)展中國家是采用轉(zhuǎn)基因作物最迅速的國家,我國于80年代初期后開始啟動,在基因組研究和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等重要關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列重大突破。
二、植物生物技術(shù)的應(yīng)用
1、植物雄性不育及雜種優(yōu)勢
自從孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,雜交優(yōu)勢被揭示之后,利用植物基因工程的原理和方法,進(jìn)行栽培作物的遺傳育種和新物種的創(chuàng)造。當(dāng)前,已創(chuàng)造了一批不育系,并生產(chǎn)上得以應(yīng)用,最典型的例子是油菜和煙草不育系培育。
2、植物抗逆性研究
2.1抗除草劑作物。全世界目前約有2000多個品種的除草劑。除草劑的使用有著自身難以克服的局限性,如很多除草劑無法區(qū)別莊稼和雜草,有些除草劑必須在野草生長前就施用,而且由于抗性草類群落的出現(xiàn)導(dǎo)致使用量增大對環(huán)境的危害也日益嚴(yán)重。因此,抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物是最理想的途徑。1987年美國科學(xué)家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉(zhuǎn)入油菜細(xì)胞的葉綠體中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另有人把降解除草劑的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胨拗髦参铮瑥亩WC宿主植物免受其害,該方法已成功地用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。還有人用基因突變的方法改造除草劑作用底物特定位點(diǎn)上相應(yīng)氨基酸殘基,從而阻止除草劑與酶的結(jié)合及生物功能的發(fā)揮??钩輨┑霓D(zhuǎn)基因植物將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn),特別是大面積的機(jī)械化生產(chǎn)帶來極大的方便。目前已商品化的轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物有大豆,玉米,棉花,油菜,向日葵。由于抗除草劑作物在選育過程中具有耗資少,周期短,見效快,無污染等特點(diǎn),越來越受到人們的關(guān)注。
2.2抗昆蟲作物。植物病蟲害數(shù)目多達(dá)數(shù)百種,幾乎所有作物在生長期內(nèi)都會遭受到不同程度的危害。全世界因蟲害所造成的糧食產(chǎn)量損失占14%左右。長期以來人們普遍采用化學(xué)殺蟲劑來控制害蟲。一方面,全世界每年用于化學(xué)殺蟲劑的總金額在200億美元以上;另一方面,化學(xué)殺蟲劑的長期使用造成農(nóng)藥的殘留,害蟲的耐受性,環(huán)境污染等嚴(yán)重的問題。而利用基因工程的手段培育抗蟲植物新品種除可以克服以上缺點(diǎn)外,還具有成本低,保護(hù)全,特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。1987年,比利時科學(xué)家首次成功地將Bt(Bacillusthuringiensis,Bt)毒蛋白基因?qū)霟煵?,美國用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將Bt基因?qū)霘ぷ衙蓿墒澜缟鲜桌瓜x棉,棉鈴蟲危害率下降50%。
2.3抗真菌作物。自1986年首次報道提純的菜豆幾丁質(zhì)酶具有抗真菌活性以來,已經(jīng)相繼從菜豆、水稻、煙草、油菜、馬鈴薯、小麥、玉米和甜菜等多種植物中克隆到了幾丁質(zhì)酶基因,對立枯絲菌等20多種真菌表現(xiàn)出體外抑菌活性。將幾丁質(zhì)酶等基因?qū)敕选ⅠR鈴薯、萵苣和甜菜,達(dá)到抗真菌的目的。
2.4抗重金屬作物。由于人類活動,礦山的開采,工業(yè)化進(jìn)程的加劇,空氣,土壤,水體面臨著越來越嚴(yán)重的重金污染,不但嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì),更重要的是通過植物食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀(jì)80年代,提出植物修復(fù),超富集植物。但由于自然界中已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬富集或超富集植物往往生長周期長,生物量低,植株矮小,因而限制了其對污染土壤重金屬的移除效率。通過基因工程技術(shù)改良植物對重金屬的抗性,增加或減少重金屬在植物體內(nèi)的累積量被認(rèn)為是進(jìn)行污染土壤的生態(tài)恢復(fù)以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實可行的有效途徑。富集重金屬的相關(guān)基因不斷克隆,應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物對重金屬的耐性已取得一些重要進(jìn)展,一些轉(zhuǎn)基因植物地上部分表現(xiàn)了較高的重金屬離子富集量,并在污染土壤的生態(tài)恢復(fù)中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
2.5抗病毒作物。傳統(tǒng)的抗病毒作物,是將植物天生的抗病毒基因從一個植物品種轉(zhuǎn)移到另一個植物品種,然而抗病植株常會轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁≈仓?,而且作用范圍較窄。目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因?qū)胫仓戢@得抗病毒的工程植物。如1986年美國華盛頓大學(xué)已將煙草花葉病毒(TMV)的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)移到煙草、番茄中。除上述以外,我國還將黃瓜花葉病毒(CMV)衛(wèi)星RNA基因轉(zhuǎn)入煙草,番茄,黃瓜,馬鈴薯x病毒(PVX)的CP蛋白基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯等。其中煙草抗TMV工程植株已進(jìn)入大田試驗。
3、生物農(nóng)藥及生物控制
微生物農(nóng)藥具有對人畜安全,不破壞生態(tài)平衡,害蟲不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn),但也存在著藥效速度慢,專一性強(qiáng),受自然條件影響大的缺點(diǎn)。而利用基因工程改造微生物菌種,創(chuàng)造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代末國外就把蘇云金桿菌伴孢晶體毒素蛋白基因(BtICP基因)轉(zhuǎn)移到大腸桿菌和枯草桿菌中,通過發(fā)酵工程進(jìn)行工業(yè)化大量生產(chǎn),降低了成本,提高了產(chǎn)量。目前已轉(zhuǎn)到假單胞桿菌中,由于該菌對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),土壤中廣泛存在,可望成為更優(yōu)良的細(xì)菌殺蟲劑。我國對雜合毒素基因的廣譜蘇云金桿菌Bt新毒株的研究也在進(jìn)行之中。
三、結(jié)語
綜上所述,隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展,植物生物技術(shù)將在社會生產(chǎn)和實踐中的應(yīng)用越來越廣闊。相信不久的將來,隨著我國現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,我國的社會生產(chǎn)將獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,將會迎來更加美好的未來。
參考文獻(xiàn)
篇5
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù) 糧油食品工業(yè)
生物技術(shù)又可稱之為生物工程,主要包括分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生理學(xué)、免疫學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等多種學(xué)科,并和計算機(jī)、化學(xué)等學(xué)科內(nèi)容相互滲透成為一個比較綜合的學(xué)科,主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程等技術(shù),其中基因工程是其主要的核心技術(shù),該種技術(shù)主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、植物、醫(yī)學(xué)、食品、動物等領(lǐng)域。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以按照人們的意愿創(chuàng)造出人們想要的物種,或者是具有全新的功能,或者是改造原有的功能使其更好的滿足人們的需求。
一、生物技術(shù)在糧食生產(chǎn)中的應(yīng)用
生物技術(shù)在糧食生產(chǎn)中的應(yīng)用主要有以下幾個方面:可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得產(chǎn)量更高,并有一定的抵御蟲害的作物品種,獲得營養(yǎng)價值更高的作物品種,此外,還可以利用細(xì)胞工程技術(shù)對植物進(jìn)行無性繁殖,從而獲得高產(chǎn)量的作物,利用生物技術(shù)可以制造出無毒生物農(nóng)藥從生產(chǎn)出更多的綠色產(chǎn)品。生物技術(shù)培育出的作物主要有三代,第一代是通過培育轉(zhuǎn)基因作物可以提高農(nóng)作物抗蟲害的能力,目前種植面積比較多的是抗除草劑的農(nóng)作物。第二代是通過轉(zhuǎn)基因來提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價值為主要特征。第三代是通過轉(zhuǎn)基因作物提高食品的免疫功能,即可以利用轉(zhuǎn)基因的作物來生產(chǎn)一些具有新功能的食品以及藥物。
二、生物技術(shù)在糧油加工中的應(yīng)用
我國的糧油加工產(chǎn)品主要以初級產(chǎn)品為主,而在食品的精深加工方面比較落后,資源的深層次利用率比較低,而利用生物技術(shù)可以將產(chǎn)品原料加工成產(chǎn)品并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,通過對農(nóng)產(chǎn)品的二次開發(fā)以此形成新的產(chǎn)品。利用生物技術(shù)可以快速的提高糧油加工的能力并提升水平,使我國的糧油加工生產(chǎn)能力能夠得到跨越式的發(fā)展。
三、生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用
生物技術(shù)已經(jīng)滲透到了食品加工的各個方面,利用基因工程可以有效的改良發(fā)酵工業(yè)中的微生物菌種,對食品加工原料進(jìn)行改造,提高氨基酸在食品加工中的含量,此外,利用基因工程還可以改進(jìn)其生產(chǎn)工藝,進(jìn)一步提高食品的營養(yǎng)價值。利用蛋白質(zhì)工程可以創(chuàng)造出人類需求的不同功能的蛋白質(zhì)新產(chǎn)品,可以更改酶的特性。在食品工程中酶技術(shù)的應(yīng)用比較成熟,在糧油食品加工中應(yīng)用比較廣泛的是酶制劑的應(yīng)用,主要有釀造酶、蛋白酶、果品酶等。這些酶主要應(yīng)用在果蔬加工,乳制品加工等方面。
四、生物技術(shù)與食品安全
生物技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用主要是轉(zhuǎn)基因食品安全問題。任何物種在進(jìn)化過程中都會經(jīng)歷自然選擇或者是人工選擇,他們能夠幸存的物種都是這兩種選擇的結(jié)果,不過是自然選擇還是人工選擇其實質(zhì)都是遺傳變異選擇,在物種進(jìn)化中遺傳是基礎(chǔ),變異一定會存在。任何物種都是在遺傳的基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)化發(fā)展而來的,對遺傳變異進(jìn)行人工選擇就是常規(guī)育種,而轉(zhuǎn)基因育種在本質(zhì)上和常規(guī)育種并沒有本質(zhì)的區(qū)別,轉(zhuǎn)基因的食品安全問題和其它新出現(xiàn)的技術(shù)一樣,只是在人類科學(xué)進(jìn)步進(jìn)程中新出現(xiàn)的科學(xué)問題而已,應(yīng)該對以抱有正確的態(tài)度,深入的對其進(jìn)行研究和探討。轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為發(fā)展最快的新技術(shù),正對人們生活的各個方面產(chǎn)生巨大的影響。
五、生物技術(shù)與食品安全檢測
食品安全越來越受到人們的關(guān)注,日常食品安全已成為人們生活的焦點(diǎn),為了讓人們吃到更為安全的食品,對食品安全檢測技術(shù)的研究已經(jīng)提上日程,而生物技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用,發(fā)揮了較大的推動作用,并取得了不錯的效果。在當(dāng)前的食品安全檢測中比較廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)有生物芯片、免疫技術(shù)等生物技術(shù),通過這些生物技術(shù)的應(yīng)用使得食品安全的檢測更加方便快捷而且靈敏度也比較高,人們對食品安全也更加放心。
六、糧油深加工生物技術(shù)的進(jìn)展
在糧油深加工方面,美國主要利用酶以及發(fā)酵工程來進(jìn)行糧油資源的開發(fā),同時還利用基因工程等生物技術(shù)來改良農(nóng)作物的性能,改善農(nóng)作物所含的營養(yǎng)價值。生物技術(shù)在糧油加工中的應(yīng)用主要有以下幾個方面,首先是利用生物技術(shù)進(jìn)一步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,并為農(nóng)作物的生產(chǎn)尋找更好地的農(nóng)業(yè)技術(shù)。通過新的生物技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步改良農(nóng)作物的品種,另外,還有利用農(nóng)作物、農(nóng)業(yè)廢棄物和加工副產(chǎn)物生產(chǎn)工業(yè)制品,包括生物能源、生物材料等。
七、結(jié)語
生物技術(shù)在食品糧油領(lǐng)域,在食品生產(chǎn)、糧油食品加工以及副產(chǎn)品利用等方面都有重要的應(yīng)用,隨著基因組技術(shù)在農(nóng)作物的成功實施以及深入開展,新一輪的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命將會展開。為此,要認(rèn)識在糧油食品安全領(lǐng)域生物技術(shù)應(yīng)用的重要性,并不斷在糧油食品加工中引入生物技術(shù),以更好的促進(jìn)糧油食品加工行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
篇6
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的主要研究內(nèi)容包括:增強(qiáng)農(nóng)作物以及畜禽魚的抗性、品質(zhì)改良、提高產(chǎn)量和生產(chǎn)具有特殊用途的物質(zhì)等。其中以轉(zhuǎn)基因作物的研究和運(yùn)用最為重要,發(fā)展最快。根據(jù)統(tǒng)計資料,到2000年,全世界轉(zhuǎn)基因作物推廣面積達(dá)4420萬公頃,比1996年增長了25倍;種植轉(zhuǎn)基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積最廣,達(dá)到了3030萬公頃,占68%;其次為阿根廷,1000萬公頃,占23%;加拿大300萬公頃,占7%;我國為50萬公頃,占1%。
根據(jù)有關(guān)專家的看法,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的最新發(fā)展趨勢表現(xiàn)為:
——研究成果商品化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。目前,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)作為一項高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家業(yè)已形成,并處于一個高速發(fā)展時期。有關(guān)專家預(yù)測,本世紀(jì)生物技術(shù)產(chǎn)品在國際貿(mào)易中的份額將達(dá)到10%以上,而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)又將占相當(dāng)?shù)谋戎?。世界銀行下屬機(jī)構(gòu)預(yù)測世界范圍內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用機(jī)構(gòu)(ISAAA)的預(yù)測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規(guī)模化明顯。在政府以及公共機(jī)構(gòu)對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)進(jìn)行投資研究的同時,眾多私有企業(yè)也開始注意到這一領(lǐng)域?qū)⑹抢^計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后的又一個潛力巨大的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),私人公司已逐步成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研究主體。以美國為例,民營機(jī)構(gòu)1992年對這一領(lǐng)域的投資為5.95億美元,而1999年則達(dá)到15億美元。與此同時,世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了生物技術(shù)企業(yè)領(lǐng)域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產(chǎn)過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規(guī)?;l(fā)展。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,促成公司并購的原因,一方面是為合理利用資源、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化人員組合,而更重要的原因,則是因為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一個高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險、長周期的產(chǎn)業(yè),小公司在資金、技術(shù)、以及抗風(fēng)險能力上均難以獨(dú)立對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)和推廣。只有強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的大型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)企業(yè)才能有效占領(lǐng)市場,與其它企業(yè)抗衡。
篇7
一、生物技術(shù)應(yīng)用引發(fā)的生物安全問題
生物技術(shù)可以分為以下幾種主要技術(shù):基因技術(shù)、細(xì)胞技術(shù)、酶技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)和蛋白質(zhì)技術(shù)。其中,基因技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心,其他生物技術(shù)都是以基因技術(shù)為底座發(fā)展起來的[1](P.5)。基于此,本文探討的生物技術(shù)主要是指基因技術(shù),簡單來講,基因技術(shù)就是指重組DNA技術(shù)。(DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY&NANOTECHNOLOGY-Regulation under environmental,health,and safety laws,OXFORDUNIVERSITY PRESS,p.5(2009).)
20世紀(jì)80年代以來,隨著人類大規(guī)模地開發(fā)生物資源,生物安全問題日益突出。生物安全問題有廣義與狹義之分,廣義的生物安全是指在一定的時間與空間范圍內(nèi),由于自然或人類活動引起外來物種遷移,外來物種在定居、建群、繁衍、擴(kuò)展的一連串過程中造成的對本土物種和生態(tài)系統(tǒng)的威脅、危害,使之衰退,甚至退化和滅絕;或者由于人為造成環(huán)境的劇烈變化,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破碎化、邊緣化和退化,從而對生物多樣性產(chǎn)生影響和威脅;或者任意盜用和掠奪生物資源,砍伐和捕撈過度,嚴(yán)重時會導(dǎo)致物種瀕危或滅絕;或由于在科學(xué)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中造成對人類健康、生存環(huán)境和社會生活的有害影響。而狹義的生物安全問題主要是指通過基因工程技術(shù)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因生物體及其產(chǎn)品的安全性問題,包括轉(zhuǎn)基因生物體及其產(chǎn)品可能引起的生態(tài)環(huán)境問題、人體健康問題以及社會經(jīng)濟(jì)問題等。本文探討的正是這種狹義的生物安全問題,即基因工程技術(shù)引起的生物安全。
轉(zhuǎn)基因生物對人類健康、對自然生態(tài)環(huán)境和生物多樣性等都會存在一些潛在的威脅,具體來講,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,轉(zhuǎn)基因生物對人類健康的安全性帶來威脅。概括起來主要是:(1)毒性問題。人們對基因活動方式的了解還很不透徹,沒有十足的把握能夠有效控制基因調(diào)整后的結(jié)果,因此,人們普遍擔(dān)心基因的突變演化可能導(dǎo)致有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。(2)過敏性反應(yīng)問題。轉(zhuǎn)基因作物因為引入外源性目的基因后,會使轉(zhuǎn)基因生物帶上新的遺傳密碼而產(chǎn)生一種新的蛋白質(zhì),這些新的蛋白質(zhì)可能引起食用者或接觸者出現(xiàn)過敏反應(yīng)。(3)抗藥性問題??股乜剐曰蚩赡鼙晦D(zhuǎn)入人畜消化系統(tǒng)中的細(xì)菌體內(nèi),使其對抗生素藥物的治療產(chǎn)生抗性。(4)有益成分問題。有研究發(fā)現(xiàn),外來基因會以一種人們目前還不了解的方式破壞食物中的有益成分,導(dǎo)致營養(yǎng)質(zhì)量的下降。(5)免疫力問題。轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品可能降低動物乃至人類的免疫能力,從而對動物及人類的健康安全甚至生存能力產(chǎn)生影響[1](P.54)。
第二,轉(zhuǎn)基因生物對自然生態(tài)環(huán)境存在潛在的風(fēng)險。
轉(zhuǎn)基因生物對環(huán)境的影響可能是直接的,也可能是間接的;可以是馬上出現(xiàn)也可能是延遲出現(xiàn)的。這種風(fēng)險具體體現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因生物的“基因污染”可能造成的生態(tài)風(fēng)險。“基因污染”即基因工程作物中的轉(zhuǎn)基因能通過花粉(風(fēng)媒或蟲媒)所進(jìn)行的有性生殖過程擴(kuò)散到其他同類作物上,在遺傳學(xué)上稱為“基因漂散”(gene flow)。而這種人工組合的基因通過轉(zhuǎn)基因作物或家養(yǎng)動物擴(kuò)散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分,在環(huán)境生物學(xué)上則稱為“基因污染”。(注:南寧政務(wù)信息網(wǎng):“淺析基因污染的概念及應(yīng)對措施”,2005年6月1日。)例如,利用基因技術(shù)種植抗干旱、抗伏倒、高產(chǎn)量的玉米或者是抗干旱、抗蟲害的棉花,但是由于沒有對特殊基因物質(zhì)進(jìn)行有效的控制,其通過風(fēng)媒或蟲媒散播了,結(jié)果在玉米或棉花旁邊長出了抗伏倒、抗干旱、抗蟲害、高產(chǎn)量的雜草。這種雜草比其他植物在自然中散播和存活的時間長,因為轉(zhuǎn)基因技術(shù)賦予了這種雜草與其他植物競爭的優(yōu)勢并可以侵占其他植物的領(lǐng)地[2](P.106)。(注:DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY&NANOTECHNOLOGY-Regulation under environmental,health,and safety laws,OXFORD UNI-VERSITY PRESS,p.34(2009).)這不僅增加了除草的難度,也給對農(nóng)作物野生近緣種的利用造成困難或使其成為不可能。不僅如此,受基因漂散過程影響的植物,其從轉(zhuǎn)基因中獲得的性狀因為是未經(jīng)過自然選擇過程的,其結(jié)果將會打破自然界的生態(tài)平衡,影響整個地球的生態(tài)系統(tǒng)。所以,“基因污染”對地球生態(tài)系統(tǒng)具有潛在危險,忽視這種危險,可能將重蹈工業(yè)革命對環(huán)境大規(guī)模破壞的覆轍,招致一場不可收拾的災(zāi)難。與其他形式的環(huán)境污染不同,植物和微生物的生長和繁殖可能使基因污染成為一種蔓延性的災(zāi)難,而更為可怕的是,基因污染是不可逆轉(zhuǎn)的。從美國的“星聯(lián)玉米事件”,加拿大的“轉(zhuǎn)基因油菜超級雜草”,到墨西哥的“玉米基因污染事件”越來越多的事實表明“基因污染”的威脅不容忽視。(注:人民網(wǎng)轉(zhuǎn)基因?qū)n}:“基因污染威脅中國生物安全”,2004年10月20日。)
第三,轉(zhuǎn)基因技術(shù)對生物多樣性的影響。主要體現(xiàn)在如下方面:
1.物種的引進(jìn)和馴養(yǎng)問題。引進(jìn)物種的原因可能是有意識的,有時也可能是偶然的錯誤。無意識的引進(jìn)往往對生態(tài)環(huán)境造成很大的損害。物種的混雜使某些物種會損害當(dāng)?shù)氐奈锓N,改變生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈。例如,滇池到20世紀(jì)80年代大部分水生植物相繼消亡,存30余種,禍害就是一種外來的名叫鳳眼蓮的植物,它嚴(yán)重破壞了滇池水生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,導(dǎo)致大量水生植物死亡。(注:參見“國家漁政部門表示我國欲建外來物種預(yù)警機(jī)http//www.legalinfo.gov.cn/gb/special/2003-01/15/content_10032.htm.)此外,有意識的引進(jìn)物種行為也并不全都會結(jié)有益之果。有選擇的馴養(yǎng)物種,也會破壞生物多樣性,以法國為例,在19世紀(jì),法國可以生產(chǎn)2 000多種蘋果,但是后來由于農(nóng)民有意識地選擇市場更樂于接受的品種,今天法國的蘋果品種只有10余種;此外,栽培與推廣單一的高產(chǎn)品種,人工林品種單一化都影響到生物多樣性的質(zhì)和量,而生物多樣性的減少,使得人們無法從中培養(yǎng)和馴化更好的生物品種,這必然會影響到人類未來的食物結(jié)構(gòu)[3]。由此可見,物種的馴養(yǎng)和引進(jìn)會影響生態(tài)平衡,改變生物多樣性,從而影響人類的生存。
2.轉(zhuǎn)基因品種的大量繁衍和克隆物種的危害。轉(zhuǎn)基因技術(shù)大量的被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和工業(yè)。在自然界種植轉(zhuǎn)基因作物可能給野生生物帶來災(zāi)難性的影響,而且移植的基因可以越過性別障礙,并將遺傳特征轉(zhuǎn)給一種臨近的生物,因此,風(fēng)險是廣泛存在的。如通過基因改良培育活的有機(jī)體,在環(huán)境中能夠潛在繁殖,一旦基因改良體成為一種嚴(yán)重的害蟲,要將其消除將十分困難。然而,更另人擔(dān)憂的是克隆技術(shù)??梢灶A(yù)見,自然界原有的優(yōu)勝劣汰和進(jìn)化過程將會因為這種技術(shù)的出現(xiàn)而受到影響,生態(tài)系統(tǒng)的自然演變因而增添了更多的干擾因素。毫無疑問,克隆技術(shù)增加了影響生物多樣性的可能方式。轉(zhuǎn)基因技術(shù)和克隆技術(shù)的進(jìn)步,使得人類選擇性繁衍物種的能力得到增強(qiáng)的同時,意味著生物界自我循環(huán)的能力將受到更大威脅。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,如果對植物品種授予專利,為了實現(xiàn)壟斷權(quán),專利權(quán)人會對其研發(fā)的植物進(jìn)行全面的控制,這將斷絕他人改良植株的機(jī)會,因此,有可能導(dǎo)致植物基因退化,從而影響生物多樣性。另外,大面積的單一種植使得整個農(nóng)業(yè)建立在僅僅幾十個物種的基因基礎(chǔ)上;單一物種的次生林破壞了天然林豐富的遺傳基因;選擇多產(chǎn)的植物或家養(yǎng)動物取代利潤較低的更接近野生的品種。這些生產(chǎn)方式勢必會導(dǎo)致遺傳基因的貧瘠,長期下去,也會嚴(yán)重影響人類自身的食物結(jié)構(gòu)和發(fā)展需要。再者,利用基因技術(shù)恢復(fù)已經(jīng)喪失的生物基因并將其重新引入環(huán)境,也有可能破壞生態(tài)平衡。在工業(yè)領(lǐng)域,大規(guī)模工業(yè)化帶來的污染使得物種多樣性的破壞加速,在科技發(fā)達(dá)的時代,城市化、人炸、沙漠化、濕地干涸等等因素甚至直接帶來了物種的消失[4]。
目前,生物技術(shù)的應(yīng)用對人類和環(huán)境影響的中期和短期影響已經(jīng)越來越明顯。但是生物技術(shù)的應(yīng)用對人類和生態(tài)環(huán)境的長期影響還不具有確定性,特別是,生物多樣性問題一直以來被不確定性嚴(yán)重困擾著。今天,我們僅僅粗略掌握了物種消失的速度,到下個世紀(jì)物種可能消失多少是不得而知的。物種的消失不同于其他的環(huán)境損害,因為一個物種消失后就永遠(yuǎn)消失了。而且生物多樣性的大規(guī)模滅絕如果在目前得不到控制,將不僅使目前一半以上的物種遭到滅絕,而且使整個生物圈缺乏物種的時間至少達(dá)500萬年,相當(dāng)于人類出現(xiàn)以來的20倍時間[5](P.62)。
二、風(fēng)險預(yù)防原則指導(dǎo)下生物技術(shù)專利的慎重保護(hù)
伴隨著生物技術(shù)的發(fā)展以及人類對生物技術(shù)重要作用的認(rèn)識,生物技術(shù)的法律保護(hù)問題越來越引起國際社會,特別是生物技術(shù)發(fā)展水平比較高的國家的關(guān)注。20世紀(jì)60年代至70年代末,國際社會通過了《保護(hù)植物新品種國際公約》和《國際承認(rèn)用于專利程序的微生物保存布達(dá)佩斯公約》,以及歐洲國家締結(jié)的具有重要影響的《歐洲專利公約》,這些立法對許多國家產(chǎn)生了很大影響。在這種影響下,國際生物技術(shù)保護(hù)形成了兩類保護(hù)模式。第一類,雙軌制保護(hù),即專門法和專利法保護(hù)兩種模式。第二類,單一制保護(hù),即或采取專門法或采取專利法保護(hù)模式。
雖然形成了上述保護(hù)模式,但是,生物技術(shù)的專利保護(hù)問題一直以來都是國際社會有爭議的問題之一,也是WTO烏拉圭回合談判過程中的一項議題,不僅發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家存在巨大分歧,而且發(fā)達(dá)國家之間也存在許多爭議。各國對生物技術(shù)專利保護(hù)的差異,不僅和各國專利制度的歷史、經(jīng)濟(jì)政策以及技術(shù)發(fā)展特別是生物技術(shù)發(fā)展的水平相適應(yīng),也反映了各國對生物技術(shù)專利的接受程度。
目前,我國對生物技術(shù)的專利保護(hù)完全達(dá)到WTO《與貿(mào)易有關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議》的要求,而且對可授予專利的生物技術(shù)的范圍也是比較寬泛的,基本上和發(fā)達(dá)國家一致。但是,我國專利法忽視了生物技術(shù)對生態(tài)環(huán)境的影響,忽視了生物安全問題;另外,我國專利法也沒有將對生態(tài)環(huán)境的影響作為專利審查的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn),這不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)一體化的要求。實際上,對生物技術(shù)可能給生態(tài)環(huán)境帶來的損害,有關(guān)部門已經(jīng)予以了重視,例如,我國農(nóng)業(yè)部頒布實施的《植物新品種保護(hù)條例實施細(xì)則》規(guī)定:對危害公共利益、生態(tài)環(huán)境的新品種不授予品種權(quán)。這一規(guī)定實際上就是將對生態(tài)環(huán)境帶來損害的生物技術(shù)排除在法律保護(hù)之外。這一點(diǎn),部門立法反倒走在了前面。
筆者認(rèn)為,我國對生物技術(shù)進(jìn)行專利保護(hù)時應(yīng)當(dāng)采取慎重的態(tài)度,應(yīng)該在風(fēng)險預(yù)防原則的指導(dǎo)下對其決定是否予以保護(hù),這不僅將對維護(hù)生物安全具有重要意義,同時,也可以作為限制外國生物技術(shù)專利的合法、有效的手段。
風(fēng)險預(yù)防原則(precautionary principle)在理論上對其有不同的解釋,一種解釋是:“風(fēng)險預(yù)防原則也稱風(fēng)險防范原則、防備原則、謹(jǐn)慎原則,是指如果對某種活動可能導(dǎo)致對環(huán)境有害的后果存在著很大的懷疑(strong sus-picion)最好在該后果發(fā)生之前不太遲的時候采取行動[6](P.89)。國內(nèi)學(xué)者都按《里約宣言》的規(guī)定,將其解釋為:“為了保護(hù)環(huán)境,各國應(yīng)按照本國的能力,廣泛適用預(yù)防措施,遇有嚴(yán)重或不可逆轉(zhuǎn)損害的威脅時,不得以缺乏科學(xué)充分確實證據(jù)為理由,延遲采取符合成本效益的措施防止環(huán)境惡化?!币陨辖忉尪急砻鬟@樣一個基本精神:當(dāng)遇有嚴(yán)重或不可逆轉(zhuǎn)的威脅時,不得以缺乏科學(xué)上的證據(jù)為由,推遲或拒絕采取行動保護(hù)環(huán)境。
風(fēng)險預(yù)防原則立法興起于20世界80年代,其最初是德國在20世紀(jì)60年代提出的,隨后被一系列保護(hù)海洋的國際文件所采納。風(fēng)險預(yù)防原則在國際環(huán)境法律文件中,例如,《生物多樣性公約》以及《卡塔赫拉生物安全議定書》中都得到了肯定。同時,該原則在其他一些國家和地區(qū)也明確得到了承認(rèn),例如,非洲《關(guān)于生物技術(shù)安全示范法》中明確規(guī)定了嚴(yán)格的事先預(yù)防原則。(注:Edited by LUC BODIGUEL and MICHAEL CARDWELL:The Regulation of Genetically Modified Organisms:Comparative Approaches,OXFORD university press,p.2(2001).)
促使風(fēng)險預(yù)防原則進(jìn)入現(xiàn)代環(huán)境法的一個重要原因,是包括生態(tài)危機(jī)在內(nèi)“環(huán)境風(fēng)險”等問題的出現(xiàn)。科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,一方面為人類解決環(huán)境或生物安全提供了有力的技術(shù)支持;另一方面,也帶來了新的不確定性,如有毒化學(xué)品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品釋放等導(dǎo)致的環(huán)境風(fēng)險和生物風(fēng)險。對這類風(fēng)險目前在科學(xué)上沒有一個清楚、確定的認(rèn)識,如果因此拒絕采取任何預(yù)防性措施,一旦危害后果出現(xiàn),則不可逆轉(zhuǎn)。為了應(yīng)對這些以不確定性為特征的環(huán)境風(fēng)險或生物風(fēng)險,遵循“風(fēng)險預(yù)防原則”無疑是決策者的理智選擇。尤其在生物安全方面,由于現(xiàn)代生物技術(shù)、轉(zhuǎn)基因生物體等所導(dǎo)致的生態(tài)不安全風(fēng)險很難得到科學(xué)確定性的證明,因而對生態(tài)風(fēng)險更需要適用“風(fēng)險預(yù)防原則”,采取防御性的措施和行動[6](P.89)。
在風(fēng)險預(yù)防原則進(jìn)入現(xiàn)代環(huán)境法以前,如果一種活動或者物質(zhì)在被證明是危險之前則被假定是安全的,而風(fēng)險預(yù)防原則轉(zhuǎn)變了這種假定,當(dāng)一種活動或物質(zhì)不能證明是安全的以前,則被假定是危險的。風(fēng)險防范原則在環(huán)境保護(hù)中的運(yùn)用改變了原來環(huán)境法在面臨不確定性時采取等待態(tài)度的做法,這反映了生態(tài)環(huán)境保護(hù)理念的轉(zhuǎn)變。
我國引入風(fēng)險預(yù)防原則決定于是否對生物技術(shù)予以專利保護(hù)具有必要性。如前所述,生物技術(shù)對人類健康、對自然生態(tài)環(huán)境和生物多樣性等都會存在一些潛在的威脅,一旦這些威脅轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實,其后果往往非常嚴(yán)重,甚至是不可逆轉(zhuǎn)的。為了防止這些威脅而導(dǎo)致的生物安全問題的出現(xiàn),我國有必要引入風(fēng)險預(yù)防原則。正如歐盟委員會一直堅持,由于科學(xué)證據(jù)無法充分證明部分創(chuàng)新性技術(shù)的安全性,因此該新技術(shù)即具有風(fēng)險;因此,決策者在制定政策決定時,除應(yīng)考慮該風(fēng)險所可能引起之疑慮外,還應(yīng)通過預(yù)防性措施將該風(fēng)險消除或降至可接受的程度之內(nèi);這種不待相關(guān)科學(xué)知識之發(fā)展而先行采取措施的決定,即屬“預(yù)防性策略”[7](P.89)。
除去必要性考慮之外,我國引入風(fēng)險預(yù)防原則還取決于對生物技術(shù)予以專利保護(hù)是否可行。對于生物技術(shù)的安全問題,《與貿(mào)易有關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議》第27條賦予成員國自行采取措施對威脅公共健康、生命或環(huán)境的發(fā)明可以拒絕授予專利的權(quán)利,也賦予了成員國以國內(nèi)法控制生物技術(shù)風(fēng)險的責(zé)任。根據(jù)該規(guī)定,從我國的國情出發(fā),為維護(hù)我國利益,面對生物技術(shù)可能引發(fā)的生物安全,我國完全有權(quán)利將可能損害生態(tài)環(huán)境的生物技術(shù)排除在專利保護(hù)之外。
引入風(fēng)險預(yù)防原則對生物技術(shù)予以專利保護(hù)的具體做法是:(1)修改現(xiàn)行專利法補(bǔ)充規(guī)定對可能造成環(huán)境損害的生物技術(shù)專利不授予專利權(quán)。(2)修改專利法補(bǔ)充關(guān)于“對已經(jīng)授予專利權(quán)的生物技術(shù)規(guī)定可以通過無效宣告程序宣告其無效”的規(guī)定。在專利法中引入風(fēng)險預(yù)防原則對于維護(hù)生態(tài)安全具有重要意義,環(huán)境問題的解決僅僅依靠環(huán)境法是不能完成的,在專利法中引入風(fēng)險預(yù)防原則對于維護(hù)生態(tài)安全具有重要意義,通過各個法律部門的相互合作與協(xié)調(diào),這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。
注釋:
[1]劉長秋等著:《基因技術(shù)法研究》,法律出版社2005年版。
[2]唐安幫主編《中國知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)前言問題與WTO知識產(chǎn)權(quán)協(xié)議》,法律出版社2004年版。
[3]張金屯著:“論生物多樣性保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展”,載《經(jīng)濟(jì)地理》1999年19卷第2期。
[4]汪惠敏:“科技和法律在生物多樣性保護(hù)中的互動關(guān)系”,載《生物法律》2004年第2期。
[5]唐雙娥著:《環(huán)境法風(fēng)險防范原則研究-法律與科學(xué)的對話》,高等教育出版社2004年版。
篇8
論文摘要:隨著世界人口的增長,農(nóng)業(yè)將經(jīng)歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術(shù)作為科學(xué)和技術(shù)在這場變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原則上講,生物技術(shù)本身有能力幫助人們提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保護(hù)環(huán)境,但在實踐中,生物技術(shù)作為環(huán)境保護(hù)的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環(huán)境保護(hù)以及促進(jìn)人類進(jìn)步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來機(jī)遇
廣義上講,生物技術(shù)是利用有機(jī)體、死細(xì)胞、活細(xì)胞以及細(xì)胞內(nèi)含物,采用特殊的過程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品應(yīng)作到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復(fù)治理中,尤其是70年代基因工程的出現(xiàn),它能改變、取代物種的基因。
生物技術(shù)在農(nóng)作物中已有廣泛的應(yīng)用。最初通過遺傳工程獲得而進(jìn)入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉(zhuǎn)基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細(xì)菌獲得基因,經(jīng)遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細(xì)菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當(dāng)大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當(dāng)于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產(chǎn)5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應(yīng)用。除此之外,還有許多經(jīng)轉(zhuǎn)入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面,生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進(jìn)畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進(jìn)其生長的調(diào)節(jié)劑,這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進(jìn)角蛋白的形成)能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時,有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如,通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力;利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量,減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達(dá)比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草,可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進(jìn)入綿羊體內(nèi),進(jìn)而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護(hù)地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據(jù)統(tǒng)計,英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進(jìn)地球氣候變暖。除此之外,農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放,從而促進(jìn)作物生長;真菌也能通過分解有機(jī)物質(zhì)(例如纖維素等)釋放出糖類,促進(jìn)固氮菌的生長。進(jìn)一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能,包括獲得轉(zhuǎn)基因細(xì)菌和真菌,以進(jìn)一步增強(qiáng)它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標(biāo)是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標(biāo)。
二、利用生物技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)應(yīng)注意克服的問題
從經(jīng)濟(jì)角度上講,生物技術(shù)帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家貧富差距進(jìn)一步擴(kuò)大。因為,生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達(dá)國家,發(fā)達(dá)國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時,發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠(yuǎn)沒有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生,特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn),這些轉(zhuǎn)基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機(jī)肥的作物,后者在發(fā)展中國家是很普遍的,并且也有利于環(huán)境保護(hù)。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當(dāng)能引發(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時,例如,堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng),若它的基因被導(dǎo)入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見,轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴(yán)重破壞,甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進(jìn)農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴(kuò)張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè),尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴(kuò)張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進(jìn)全球變暖。與此同時,氮素生物化學(xué)循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化,直接影響人類和動植物的生存。新晨
篇9
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面,生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進(jìn)畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進(jìn)其生長的調(diào)節(jié)劑,這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進(jìn)角蛋白的形成)能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時,有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如,通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力;利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量,減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達(dá)比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草,可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進(jìn)入綿羊體內(nèi),進(jìn)而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護(hù)地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據(jù)統(tǒng)計,英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進(jìn)地球氣候變暖。除此之外,農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放,從而促進(jìn)作物生長;真菌也能通過分解有機(jī)物質(zhì)(例如纖維素等)釋放出糖類,促進(jìn)固氮菌的生長。進(jìn)一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能,包括獲得轉(zhuǎn)基因細(xì)菌和真菌,以進(jìn)一步增強(qiáng)它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標(biāo)是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標(biāo)。
二、生物技術(shù)帶來的不利
從經(jīng)濟(jì)角度上講,生物技術(shù)帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家貧富差距進(jìn)一步擴(kuò)大。因為,生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達(dá)國家,發(fā)達(dá)國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時,發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠(yuǎn)沒有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生,特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn),這些轉(zhuǎn)基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機(jī)肥的作物,后者在發(fā)展中國家是很普遍的,并且也有利于環(huán)境保護(hù)。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當(dāng)能引發(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時,例如,堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng),若它的基因被導(dǎo)入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見,轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴(yán)重破壞,甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進(jìn)農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴(kuò)張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè),尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴(kuò)張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進(jìn)全球變暖。與此同時,氮素生物化學(xué)循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化,直接影響人類和動植物的生存。
篇10
關(guān)鍵詞:畜牧;生物技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:S8-1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1007-273X(2016)02-0046-01
生物技術(shù)也稱為生物工程,是指人們以現(xiàn)代生命科學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合先進(jìn)的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)學(xué)科的科學(xué)原理,按照預(yù)先設(shè)計改造生物體或加工生物原料,為人類生產(chǎn)出所需產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的一門學(xué)科。
近年來,現(xiàn)代生物技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā),取得了顯著的成績。目前,大量與人類健康和動物健康密切相關(guān)的基因都已得到克隆和表達(dá),諸如胰島素、生長激素、細(xì)胞因子、及多種單克隆抗體等基因工程藥物已正式生產(chǎn),并應(yīng)用于實踐?,F(xiàn)代生物技術(shù)在畜牧獸醫(yī)生產(chǎn)方面發(fā)揮了十分重要的作用。
1 現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代生物技術(shù)已在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工業(yè)、食品、環(huán)保、海洋、和能源等許多方面得到廣泛地應(yīng)用,同時醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)等一些新型產(chǎn)業(yè)正在迅速興起。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在下列幾個方面[1]。
(1)基因操作技術(shù)日新月異,不斷完善。
(2)轉(zhuǎn)基因植物和動物取得重大突破?,F(xiàn)代生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)帶來新的飛躍。
(3)闡明生物體基因組及其編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能是當(dāng)今生命科學(xué)發(fā)展的一個主流方向。
(4)蛋白質(zhì)工程是基因工程的發(fā)展,它將分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、計算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來,形成了一門高度綜合的學(xué)科。
(5)國際上信息技術(shù)的飛速發(fā)展?jié)B透到生命科學(xué)領(lǐng)域中,形成了引人注目、用途廣泛的生物信息學(xué)。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用
2.1 轉(zhuǎn)基因動物
要改善家畜和家禽的遺傳性能,如產(chǎn)奶量、產(chǎn)毛品質(zhì)、增重快慢、產(chǎn)蛋頻率等,人們往往需要多代雜交選擇,最后培育出高產(chǎn)的動物品種。這種傳統(tǒng)的育種方法盡管費(fèi)時而且費(fèi)用昂貴,效果也很好。然而這種方法的不足之處是一旦育成了一個較好的品種,再想要通過雜交引入其他新的遺傳性狀就非常困難。因為帶有有益遺傳性狀的品種可能同時也攜帶有一些有害基因。因此,又需要重新進(jìn)行多帶雜交和嚴(yán)格選擇。
隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的雜交選擇法的各種缺陷就日益明顯,而現(xiàn)代分子育種技術(shù)卻顯示出越來越強(qiáng)大的生命力。通過運(yùn)用DNA導(dǎo)入細(xì)胞的技術(shù),結(jié)合從細(xì)胞中分離出細(xì)胞核到去核卵母細(xì)胞中的核移植方法,把單個有功能的基因或基因簇插入到高等生物的染色體中去,并在其中表達(dá)。完成這項工作需要采取以下幾個步驟:①將克隆的外源基因注射到一個受精卵的細(xì)胞核中;②接種后的受精卵移植到雌性受體的子宮,使其順利完成胚胎發(fā)育;③移植后的受精卵生長發(fā)育為后代,其中的部分后代其細(xì)胞中都攜帶有轉(zhuǎn)入的外源基因;④利用這些能產(chǎn)生外源蛋白的動物作為種畜或種禽,培育新的純合系。舉例來說,如果轉(zhuǎn)入的外源基因其編碼產(chǎn)物具有促進(jìn)生長的功能,那么攜帶了這一基因的動物就有可能生長得快,飼料報酬一旦提高,就會大大降低生產(chǎn)成本。人們把轉(zhuǎn)入了外源基因的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物,其導(dǎo)入的基因成為轉(zhuǎn)入基因[2]。
完整的動物模型可以模擬人類疾病的起始和發(fā)展,并為測試各種可能的治療方案提供了一個有效的系統(tǒng)。利用轉(zhuǎn)基因動物科學(xué)家們已建立起各種人類遺傳病的鼠模型。在育種方面,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以研究出高產(chǎn)奶牛,可以讓羊產(chǎn)出具有人奶性質(zhì)的高營養(yǎng)的羊奶,還可以研究出具有抗病能力的品系來等。
2.2 克隆動物
克隆動物是指不經(jīng)過生殖細(xì)胞而直接由體細(xì)胞獲得新的個體。1997年2月23日,世界上第一只來源于體細(xì)胞的、通過克隆方式獲得的克隆羊――多莉誕生了。英國科學(xué)家們先從一頭六歲的芬蘭母羊的乳腺中取出一個細(xì)胞,并在體外繁殖成為一個細(xì)胞系。從用藥物刺激大量排卵的蘇格蘭黑面母羊體內(nèi)取出卵細(xì)胞,移出卵細(xì)胞的細(xì)胞核,并將樣乳腺細(xì)胞與無核的卵細(xì)胞融合,并開始增殖。將移核后開始發(fā)育的卵細(xì)胞植入第三頭母羊(即代孕母羊)的子宮,最終產(chǎn)下發(fā)育完全的羔羊,這就是聞名全世界的克隆羊多莉[1]。
從實際應(yīng)用角度上講,克隆動物技術(shù)的成熟對于動物資源的種質(zhì)保存,盡可能多地保存生物圈內(nèi)的生物多樣性具有重要意義??寺游飳ε嘤齼?yōu)良物種也有重要意義。人們認(rèn)為,克隆動物至少可以從生產(chǎn)移植器官、培育優(yōu)良畜禽品種、利用動物作為生物反應(yīng)器、生產(chǎn)藥物和提供實驗動物等幾個方面造福于人類。
3 小結(jié)
現(xiàn)代生物技術(shù)在近二十年的發(fā)展中受到了全世界的普遍關(guān)注,一方面是由于現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展迅速,用途廣泛;另一方面是由于現(xiàn)代生物技術(shù)具有其他技術(shù)所無法比擬的優(yōu)越性,即可持續(xù)發(fā)展。面對人口膨脹、資源枯竭、環(huán)境污染……等一系列直接關(guān)系到整個人類生死存亡的嚴(yán)重問題,人們越來越深切地認(rèn)識到了發(fā)展具有可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的必要性和緊迫性。由于生物技術(shù)是以生物(動物、植物、微生物、培養(yǎng)細(xì)胞等)為原料生產(chǎn)的,因此其原料具有再生性,同時利用生物技術(shù)系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)生的污染也很少,對環(huán)境的破壞性很小或幾乎沒有,重組微生物甚至還可以消除環(huán)境中的污染。鑒于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的以上特點(diǎn),清潔、經(jīng)濟(jì)的生物技術(shù)必然在二十一世紀(jì)獲得更大的發(fā)展[2]。
參考文獻(xiàn):
熱門標(biāo)簽
轉(zhuǎn)基因技術(shù) 轉(zhuǎn)基因食品 轉(zhuǎn)基因 轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品貿(mào)易 心理培訓(xùn) 人文科學(xué)概論