生物技术与农业革命 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：专论

　　生物技术与农业革命
　　沈桂芳
内容提要：生物技术是当今世界高新技术中的重要组成部分，农业则是生物技术最重要的应用领域。在农业领域应用生物技术，可提高农业生产率、培育出优良品种、减少污染、保护农业资源。可以说，农业生物技术的崛起是人类在农业领域认识自然、改造自然进而利用和保护自然的一场革命。
生物技术是当今世界高新技术中的重要组成部分。它在医学卫生、农林牧渔、环境保护、轻工食品、化工能源、冶金等领域的应用，大大推动了生产力的发展，为人类解决当今世界所面临的健康、食物、能源、资源和环境等重大问题提供了有力手段。
农业是生物技术最重要的应用领域。生物技术在农业中的应用，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；可以扩大食物饲料等来源，满足人类日益增大的需要；可以进行无废物的良性循环，减少环境污染，利用各种资源，节省土地、资金和时间，提高农业生产率等。继“绿色革命”后，农业生物技术的崛起是人类在农业领域认识自然、改造自然进而利用和保护自然的一场革命。
生物技术的应用，突破了农业常规育种的局限，使育种工作发生质的飞跃。传统的常规育种一般都是以有性繁殖为主实现的，１９０２年德国科学家哈伯兰特提出植物细胞具有全能性观点后，１９３４年美国科学家怀特用烟草的茎段形成层为材料，培养出烟草植株，后来又用番茄、胡萝卜根尖培养出无性系植株，１９４３年他正式提出了植物细胞全能性学说，即认为高等植物的器官、组织直至单个细胞，经过人工培养都具有进一步分裂、分化、发育成一个完整的个体的能力。藉此理论指导，农作物组织培养快速繁殖、花培育种等现代育种方法相继出现并广泛应用，世界上已有几百种植物可以通过组织培养获得再生植株，烟草、水稻、小麦等花药培养新品种陆续培育成功，并在生产中广泛推广应用。目前发达国家正在竞相开展植物基因图谱研究，因为利用这种图谱可加快培育优良品种的进程。
生物技术的应用，使农业生产，特别是种苗培育工作有实现工厂化生产的可能，从而可以节省大量土地、资金和时间，提高资源利用率，提高农业生产率。目前世界上已有１０多种花卉、果树苗木进入工厂化生产，利用组织培养快速繁殖生产以提高生产力。美国先锋公司应用基因重组技术培育出的玉米品种，与十年前常规育种相比，除节省大量土地和费用外，培育时间也缩短了几年，并可以满足不同用户的需要：为工业用户提供富含玉米淀粉的品种；为食品加工厂培育含油率高的品种；为饲料加工厂选育高赖氨酸的品种等。
生物技术的应用，也可使农业生产减少污染、保护环境、保护资源。１９８２年美国孟山都公司和比利时根特大学分别成功地把细菌的抗卡那霉素基因导入向日葵、烟草、胡萝卜细胞中，并得到了表达，使这些农作物的抗卡那霉素的能力比同类植物强８倍以上，随后孟山都公司又率先获得抗虫棉花、抗病毒烟草、抗除草剂大豆等转基因植株。１９８８年在美国和比利时等６个美欧国家对马铃薯、油菜、苜蓿、烟草、番茄和白杨树等六种抗除草剂、抗虫的转基因植物进行了田间试验。抗虫、抗病毒、抗细菌、抗除草剂的转基因植物在农业生产上具有广阔的应用前景，不仅可以减少病虫草害的损失，而且也可减少农药对农业生产的危害。
生物技术的应用，还可以拓宽农业生产的内涵。据１９９１年９月英国的研究报告说，从转基因绵羊的奶中生产人α１—抗胰蛋白酶，这种蛋白酶可治疗欧洲血统白种男人的遗传病。由于动植物转基因的不断成功，许多国家以此作为生物反应器，生产有用的药物。两年前，美国的研究报告称，用转基因奶山羊生产组织纤维蛋白溶酶原的激活因子，可用于治疗冠状动脉血栓、心肌梗塞和创伤。荷兰的研究报告也称，用转基因马铃薯生产人血清白蛋白，比利时则在开发利用转基因油菜生产多肽药物。
生物技术的发展，使生命科学得以跨越远缘植物间，动物、植物和微生物间，物种间等三个过去难以逾越的鸿沟，如一些远缘植物杂交，动、植物和微生物间转基因的成功等，既是对生命科学的挑战，也给生命科学发展提供机遇，同时也使农业持续发展，特别是农业生产力的持续提高成为可能。
　　　　　　　　（本文作者系中国农科院第一副院长）