淺析轉(zhuǎn)基因技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

李玉帥 趙曉登 陳騰達(dá)

摘要：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種利用分子生物學(xué)技術(shù)將外源目的基因轉(zhuǎn)入到受體生物中，使其定向的、可預(yù)期的使受體生物遺傳物質(zhì)、生物學(xué)性狀等發(fā)生改變的技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，我國作為農(nóng)業(yè)大國，對轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用做出了大量研究。本文就轉(zhuǎn)基因技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)行綜述，旨在為轉(zhuǎn)基因技術(shù)未來在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更深入的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因技術(shù);農(nóng)業(yè)生產(chǎn);應(yīng)用

我國作為一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，也是世界第一人口大國，對作物的需求量極其巨大_[1]。隨著我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷研究完善，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)量不斷提高，解決了我國人民溫飽問題，而且現(xiàn)在已經(jīng)開始追求健康飲食，但任然存在很多限制我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的問題。因我國土地遼闊，各地環(huán)境氣候差異較大，一些農(nóng)作物并不能適應(yīng)各地環(huán)境氣候，而且隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，水、土壤環(huán)境等受到污染，影響作物生長，作物抗逆性有待提高;還有蟲害、病害等問題始終影響著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)對這些問題有了一個有效的解決辦法。

1983年研究人員首次利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)完成了對煙草的遺傳改造，此后轉(zhuǎn)基因技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于其他植物_[2]。轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，可以改善農(nóng)作物的抗逆性、抗病、抗蟲的能力，減少農(nóng)藥的使用，降低化學(xué)污染;還可以用于改善提高農(nóng)作物的品質(zhì)、產(chǎn)量等。近年來轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用也越來越廣泛，相關(guān)研究也越來越多。

1 常用的幾種轉(zhuǎn)基因技術(shù)

1.1根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法

根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是最常用的一種轉(zhuǎn)基因方法，農(nóng)桿菌可以感染受傷的植物細(xì)胞，然后把T-DNA上的外源基因?qū)氲街参锛?xì)胞中，并整合到受體的基因組上，使這些外源基因成功表達(dá)。根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)基因的優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低，操作技術(shù)及設(shè)備條件要求較低，且整合到受體的外源基因容結(jié)構(gòu)完整，易表達(dá)，沉默現(xiàn)象較少_[3];缺點(diǎn)是對單子葉植物轉(zhuǎn)化率低，外源基因表達(dá)水平低，且較依賴于植物組織培養(yǎng)再生植株。

1.2花粉管通道法

花粉管通道法是利用開花植物在授粉后會形成花粉管外通道，在植物花期時將外源基因直接導(dǎo)入到受精卵細(xì)胞，對還處于融合期沒有形成細(xì)胞壁的受精卵細(xì)胞或者是早期胚胎細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化_[4]。花粉管通道法的優(yōu)點(diǎn)是不用依賴于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，對設(shè)備要求較低，技術(shù)簡單易掌握。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化目標(biāo)植物時受花期限制，不能隨時進(jìn)行轉(zhuǎn)化，受田間環(huán)境影響也較大。

1.3基因槍法

基因槍法是利用高壓氣體或者火藥爆炸沖擊波將被金粉或鎢粉包裹的目的基因DNA透過植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜送入到植物細(xì)胞或組織中，并整合到植物染色體組中，從而得以表達(dá)，達(dá)到穩(wěn)定遺傳的目的_[5]?；驑尫ㄞD(zhuǎn)基因的優(yōu)點(diǎn)是不受植物體限制。缺點(diǎn)是費(fèi)用高，對操作技術(shù)要求高，對實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求高。

1.4顯微注射法

顯微注射法是利用0.1～0.5μm的微量注射針，將外源基因片段直接注射到培養(yǎng)的細(xì)胞中，然后由于宿主基因組序列可能發(fā)生的易位、缺失、重組或復(fù)制等現(xiàn)象，使外源基因嵌入到宿主的染色體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因。顯微注射法的優(yōu)點(diǎn)是原則上任何基因DNA均可以傳入任何種類的細(xì)胞內(nèi)，而且沒有長度限制_[6]。

2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1在對農(nóng)作物抗逆性中的應(yīng)用

我國土地遼闊，各地環(huán)境氣候各不相同，澇、旱、熱、寒對作物造成不同程度的影響，還有土壤生態(tài)的破壞，鹽堿地的增加等都對農(nóng)作物產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。研究人員針對農(nóng)作物抗逆行研究也越來越多，如抗旱、抗寒、抗鹽堿等利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)都可以做到。

楊勇等_[7]研究了轉(zhuǎn)AtCuZnSOD基因的羽衣甘藍(lán)耐旱性。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)AtCuZnSOD基因的羽衣甘藍(lán)耐旱性大大提高。孫坤鵬_[8]利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了抗寒、抗旱的轉(zhuǎn)基因水稻種質(zhì)資源，張偉娜_[9]研究了轉(zhuǎn)TaDREB3a基因大豆的抗旱性，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)TaDREB3a基因的大豆抗旱性顯著提高。如今利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良農(nóng)作物抗逆性的研究也越來越多，玉米、大豆、水稻等主要農(nóng)作物利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)以獲得很多優(yōu)良的抗逆性品種。

2.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在對農(nóng)作物抗病、抗蟲中的應(yīng)用

農(nóng)作物蟲害、病害一直是限制我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，為了對農(nóng)作物除蟲、治病需要打大量的農(nóng)藥，大量使用農(nóng)藥會使做作物有農(nóng)藥殘留，農(nóng)藥殘留經(jīng)過食物累積到人體內(nèi)，嚴(yán)重影響人類健康;而且農(nóng)藥的大量使用還會污染土壤生態(tài)環(huán)境，長期以往破壞土壤環(huán)境，使作物不能有良好的生長環(huán)境，產(chǎn)量降低;農(nóng)藥的使用還會增加投資資金，增加農(nóng)業(yè)種植人員的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。如今轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以有效美解決這個問題，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將外源抗某種病的基因轉(zhuǎn)入作物中，使作物對某種病產(chǎn)生抗性，不需要打農(nóng)藥為作物治病;還有Bt抗蟲棉也已廣泛應(yīng)用。

3 展望

如今轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相對成熟，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用也越來越多，并且取得了良好的成果，但是轉(zhuǎn)基因技術(shù)對生態(tài)的安全問題依然是人們非常重視的問題，如今的研究還不能完全證明轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)作物生產(chǎn)上大量的應(yīng)用，是否會對生態(tài)環(huán)境造成不好的影響。

參考文獻(xiàn)：

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[3]楊靜.根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)單子葉植物遺傳轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展[J].種子科技，2019，37（18）：10-12.

[4]王樹軍，孫進(jìn)華，李煥苓，王果，李芳，王家保.花粉管通道法轉(zhuǎn)化荔枝的初步研究[J].熱帶作物學(xué)報，2020，41（02）：252-257.

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[6]馬玉娥.顯微注射法利用胚胎干細(xì)胞制備嵌合鼠的研究[J].生物化工，2018，4（05）：144-146

[7]楊勇，海均，龐可勤，李鴻雁.干旱對轉(zhuǎn)AtCuZnSOD基因羽衣甘藍(lán)種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].北方園藝，2019（12）：76-82.

[8]孫坤鵬. 抗旱、耐鹽轉(zhuǎn)基因旱稻的種質(zhì)資源創(chuàng)制[D].河北科技大學(xué)，2019.

[9]張偉娜. 轉(zhuǎn)TaDREB3a基因大豆品系抗旱性評價[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019.