关键词:植物保护;生物技术
生物技术起源于20世纪70年代,所谓生物技术就是用活的生物体来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术。现代生物技术包括基因工程、生物化学、遗传学、细胞生物学等,当前世界上较为流行的生物技术包括基因工程和微生物农药技术等等。随着科技和经济的发展,人们越来越重视环境保护和生态平衡,但维护生态平衡的成本较高,人们迫切的需要一种全新的方式,来降低维护成本。随着生物技术的发展,人们发现通过某些微生物可以将被污染的环境在较短时期内复原,于是,生物技术对于生态环境保护的意义就开始被世界各国所重视,各个国家纷纷利用自己的先进科技研发解决环境问题的生物技术。在本文中,我们主要讨论的是生物技术在植物保护中的应用。
1生物技术应用到植物保护的必要性
植物保护一直是困扰我们的一个难题,主要是因为一般植物抗性较差,容易遭受病虫害,但又不能过量使用农药或杀虫剂,这就导致很多时候对那些遭受病虫害的植物无能为力。但是生物技术可以完美的解决这一问题,不仅能降低病虫害的发病率,而且对生态环境保护具有重要意义。目前生物技术在植物保护中的应用越来越广泛,包括植物细胞工程、植物组织培养、微生物农药技术、植物基因工程技术等,这些将传统技术与生物技术相结合,不断培育出新的基因品种,既有效地提高了产量,又保护了生态环境。因此,对生物技术在植物保护中的应用研究具有重要的理论意义和现实意义。
2生物技术在植物保护中的应用
2.1植物细胞工程
植物的细胞形状都近乎相同,而在生长过程中,植物通过细胞分化达到繁殖的目的,但这样繁殖出来的植物与上一代的特征是完全相同的。这也就是说每一个植物细胞都可以长成一株完整的植物,我们利用植物细胞的这种全能性的特点,对植物细胞进行改造。我们可以先对植物所面临的威胁进行研究,比如有的植物惧怕病虫害,有的惧怕大风或其它恶劣天气,有的植物怕旱,我们就可以在植物细胞中添加相应的抗体,比如通过细胞改造使植物的根更加粗壮有力,扎根更深,这样就可以有效的应对恶劣的天气。植物细胞工程通过通过对植物细胞核物质的重新组合,从而对植物遗传进行改造以获得所需要的植物品种的一项生物技术,被广泛应用于植物保护中。当然,在植物细胞工程这个领域,我们国家的研究才刚刚起步,有一系列的学术难题需要突破。
2.2植物组织培养
植物组织培养技术目前也在植物保护中广泛采用的生物技术,其方法是在规范的无菌操作下,进行植物离体培养,也就是将植物体的的结构材料进行人工培养的一种方法。一般而言,植物的病毒是无法在人工培养基中生长的,但是可以在细胞中繁殖。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过植物组织培养可以对植物病原与寄主细胞之间的关系进行分析探究,以获得无病毒植株。这种方式可以获得没有病虫侵害的植物,比如将其花粉粒作为外植体进行培养,从而获得具有抗性的植物。再如利用茎尖脱毒技术能够培植出各类无菌种苗,能够有效提高植物的产量。目前,这一项技术在全球范围内均得到有效应用的马铃薯的培育。
2.3微生物农药技术
农业科学技术研究表明,有益微生物在植物生长过程中,能够对病虫害起到一定程度的抑制作用。一方面,它能产生杀虫、杀菌物质,与有害病菌斗争,提高植物抗病虫害的能力。另一方面,有益微生物能促进植物良性新陈代谢,促进植物健康生长。微生物农药技术的原理是就是通过那些有益的微生物去抑制病虫害,那么微生物之所以能有效抑制病虫害主要有以下几点原因:其一是有些微生物本身可以分泌出某种杀虫的物质;其二是微生物的繁殖速度更快,可以与病菌争夺营养物质和繁殖的空间,这就使得病菌的繁殖空间越来越小,生长所需的营养不够,这就起到了抑制病虫害的作用。其三,在植物上喷洒微生物农药,还可以减少植物的抗药性,使用周期更长,不需要去研发和培育新的微生物,成本较低。并且微生物的繁殖更为容易,并且繁殖速度快,采用工业废水、农副产品等原料都可以进行微生物的繁殖,从而生产出微生物农药,从而对植物进行保护能够大规模的使用。 另外值得一提的是,由于植物多种多样,因此微生物农药的种类也是多种多样的,目前微生物杀虫剂、除草剂、杀菌剂、生长调节剂等,这样就能有效避免微生物农药对植物造成不必要的伤害。目前来看,生物农药正在积极研发,已经取得了很大进步,比如利用昆虫病毒杆菌来表达昆虫毒素,从干扰虫害体内的代谢平衡,来达到灭虫的目的。
2.4植物基因工程
基因工程是指利用生物技术将目的基因导入植物细胞中,获得人们所需要的转基因生物。通过基因工程的应用培育高级品种植物来抵御病毒侵害。如植物学家通过将病毒的部分基因转移到植物的基因中,那么植物就可能因此获得该种病毒的抗性。一般来说基因工程包括两种方法:直接转移法和间接转移法。直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因当中。间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上,然后再通过病毒或霉菌感染植物来实现把目的基因转移到植物基因当中。通过基因工程进行育种,获得抗虫、抗病、的优良品种,通过基因转移培育出来的植物,就会自发形成一种抗病毒的物质,在后来的培育中,就不再惧怕病毒的威胁。这样不仅可以节约成本,还可以减少环境污染,具有很广的市场前景。目前,这种方式是世界各国科学家的主要研究方向,目前已经取得了一定的成绩。
3总结
生物技术的应用对于植被保护来说是一个跨越性的发展,我们通过生物技术,提高了粮食产量,保护了一些较为稀有的植物品种。它对于环境的意义同样十分巨大,生物技术的应用既降低环境治理成本,又提高了环境保护的质量。因此,生物技术的有效应用具有广阔的前景。
参考文献
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[3]王美玲.植物抗菌肽及其在生物技术方面的应用.农产品加工(学刊),2014,(23):72~74
论文作者:李霂桐
论文发表刊物:《科技中国》2017年12期
论文发表时间:2018/5/2
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