生物技术的应用（生物技术在农业中的应用）
农业是世界上规模最大和最重要的产业，是调节生产和最终平衡消费的主要手段。人类对农业的依赖以及世界人口的持续增长，要求农业必须不断保持高效增长。发达的农业经济在很大程度上依赖科学技术的进步以达到高产和高效的目的。现代生物技术也将使人们在减少成本的情况下获得更高质量的产品。
l 生物技术与种植业
植物通过光合作用所形成的产物是人类及其他生物直接或间接的食物来源，植物所创造的产品及用途与人类密不可分。长期以来，人们不断寻找提高重要作物质量和产量的方法。在过去的很长一段时间里，有性杂交等传统育种方式取得了重大成功，为我们选育了大量高产优质的水稻、小麦、玉米和马铃薯等品种。但传统的育种方式是一个缓慢而艰辛的过程，而且存在许多难以超越的瓶颈。蓬勃发展的现代生物技术，如组织培养、单倍体育种、细胞融合以及基因工程等将在培育作物新品种中发挥越来越重要的作用。在另一方面，微生物、生物技术的发展，也为生物农药生产和作物病虫害防治提供了更有效的途径，对提高作物产量和质量做出了巨大的贡献。
⑴生物技术在诱导植物雄性不育中的应用
许多植物中都存在雄性不育的现象，这是一种基因自然突变的结果。利用现代生物技术方法可以诱导植物雄性不育，从而产生新的不育材料为育种服务。基因工程技术、组织培养、原生质体融合、体细胞诱变和体细胞杂交等都已经在这方面进行了有益的探索，并取得了一定的成就。
植物雄性不育从基因控制水平可分为细胞质雄性不育(cytoplas此c male stellli—ty，CMS)和核雄性不育(geno06c mJe stex4比y，CMS)。细胞质雄性不育性状既有核基因控制又有核外细胞质基因控制，表现为核质相互作用的遗传现象。植物细胞质雄性不育是研究植物的线粒体遗传、叶绿体遗传和核遗传的极好材料。可以结合性状遗传、细胞遗传、分子遗传进行研究。
在农业生产中以此理论为基础，建立了三系育种字母娱乐网网体系：在这个体系中包括①不育系——其雄蕊中的花药是不育的，无法实现传粉受精作用，而其雌蕊是可育的；①保持系——其作用是给不育系授粉，杂交后代仍然保持雄性不育性状；③恢复系——该品系含恢复基因，给不育系授粉后其后代是可育的，并且能够形成杂种优势，从而提高农作物产量与品质。
植物核雄性不育性状是由细胞核内基因所控制的，目前的研究认为多数是由核内一对等位基因调控。有的核雄性不育基因往往受到外界光照或温度等因素的影响。
随着雄性不育研究的不断深入，研究技术也不断改进，产生可遗传的不育性状的技术方法很多，主要有：基因工程技术、远缘杂交核置换、辐射诱变、体细胞诱变、组织培养、原字母娱乐网网生质体融合和体细胞杂交等。远缘杂交核置换仍然是目前培育植物 雄性不育的主要方法。
植物雄性不育及杂种优势利用，已成为现代粮食作物和经济作物提高产量、改良品质的一条重要途径，无论其理论研究或实践应用，都日益受到各国科学界和政府的广泛重视。我国作为一个人口大国，这方面的工作显得更加重要，杂交水稻的大面积推广和杂种优势的理论研究均被列入国家的863计划和攀登计划等重大研究计划中，并已取得令世人瞩目的巨大成就。
⑵生物技术培育抗逆性作物品种
抗逆包括抗病、抗虫、抗盐碱、抗旱、抗涝、抗寒。利用苏云金杆菌毒蛋白对鳞翅日昆虫的特异毒性作用是在抗病虫基因工程中应用最成功的，利用转基因的山梨醇—6—磷酸脱氢酶或甘露醇—3—磷酸脱氢酶抗盐碱已初获成果；利用转基因厌氧条件下酒精脱氢酶抗涝；利用歧化酶和过氧化物酶抗寒的工作也初见端倪。下面我们通过一些已成功用于农业生产的具体例子来说明生物技术在培育抗逆性作物品种中的应用。
培育抗除草剂作物
草甘膦(glyphmate)是一种广谱除草剂，它具有无毒、易分解，无残留和不污染环境等特点，因而得到广泛的应用。它的靶位是植物叶绿体中的一个重要酶——内丙酮莽草酸磷酸合成酶。草甘膦通过抑制EPSP活性而阻断了芳香族氨基酸的合成，最终导致受试植株的死亡。目前已从细菌中分离出一个突变株，它含有抗草甘膦的EPSP合成酶突变基因。把抗草甘膦基因引入植物，可使这种基因工程作物获得抗草甘磷的能力。此时若用草甘膦除草，则可选择性地除掉杂草，而这种作物因不受损害而生长。美国科学家已成功地将这种突变了的抗草甘膦的EPSP基因引人烟草中，转化植株获得了抗草甘膦的能力。
腮丝菌素(phosphinothricin,PPT)是非选择性的除草剂，也是植物谷氨酰胺合成酶（GS）的抑制剂。GS在氨的同化作用和氨代谢过程中起关键的作用，而且也是惟一的一种氨解毒酶。GS在植物细胞中的代谢过程中也非常重要。抑制GS的酶活性将导致植物体内氨的迅速积累，并最终引起其死亡。
培育抗病虫作物
由于传统的杂交育种技术受植物种属的限制，而且杂交后代在接受了亲本的某些优良性状的同时也可能接受其不良性状，所以需要长时间多世代的大量选育，才能获得理想的优良品种，这就大大限制了育种工作的进展，使其不能满足农业生产高速发展的需要。在抗虫育种方面，由于人们对害虫与宿主植物之间相互作用的复杂关系、植物本身的抗虫性能等了解甚微，所以植物(特别是林木)抗虫育种工作远远落后于其他改良农作物性状的遗传育种的进程。各种害虫每年直接或间接地给农、林业生产造成巨大的损失，在有些地方还给环境造成严重的污染，如我国北方地区杨树的舞毒蛾及天牛危害就很严重；美国1992年有300万公顷的林木受到舞毒蛾危害。到目前为止虽然生物杀虫剂的应用越来越广，但是主要的防虫措施仍然是大量使用化学杀虫剂。长期大量施用化学杀虫剂使环境污染日趋严重，大大危害着人类的健康，影响畜类、水产类等的生长发育，也使害虫产生对化学杀虫剂的抗性。1992—1993年，我国棉铃虫的大流行给棉花生产造成近百亿元的巨大损失，其主要原因之一是长期大量使用化学农药。如果人类继续依赖化学杀虫剂来防止害虫，类似的虫灾悲剧可能会愈演愈烈、愈演愈频繁。所以改变原来只依赖化学农药的防虫策略寻求新的抗虫途径势在必行。
80年代以来，植物生物技术的迅速发展和以苏云金杆菌分内毒素基因为主的各种杀虫蛋白基因的发现和克隆激发了人们开始用基因工程手段进行抗虫育种的研究。利用植物基因工程技术可以打破种属间难以杂交的界限，将任何来源的有用基因很快转入到植物染色体上，从而有目的地快速地改变植物的性状。将杀虫蛋白基因转入植物使植物获得对某些昆虫的抗性已成为植物抗虫育种的一条新途径，即分子抗虫育种。通过这一途径获得的抗虫转基因植物可以一定的方式(组成型、诱导型、发育调控型或组织特异型等)表达抗虫基因。这种抗虫植物的应用可避免反复喷洒农药、有的部位不易喷药及有的生物杀虫剂在自字母娱乐网网然界不稳定等缺点，节约人力和物力，减少农药造成的环境污染，在促进农林业生产和改善人类生存环境方面肯定会发挥巨大的经济和社会效益。
⑶转基因作物品质改良
改良品质含盖的范围十分广泛，包括改良作物的蛋白质、淀粉、油脂、铁、维生素和甜味的含量或品质，改良花卉的花色、形态、香味、花期和光周期，改良棉花的保暖性、色泽、强度、长度等纤维品质，改良马铃薯加工性能，降低作物中的有毒、过敏源等有害成分，改良饲料作物和牧草的营养成分及其可消化性等等。
如瑞士科学家培育出的富含b-胡萝卜素的金大米有望结束发展中国家人民维生素A摄入量不足的状况。 2000年，
瑞士科学家将黄水仙中的3个合成b-胡萝卜素的基因转入到稻米中培育成富含b-胡萝卜素的金大米（被称为第一代金大米）。由于其科学意义和政治意义，在国际上引起了轰动。但批评者说其中的胡萝卜素含量太低（每千克大米1.6毫克），并不实用。2005年，英国先正达种子公司开发出第二代金大米，转入的是玉米中的对应基因。与第一代相比，第二代金大米b-胡萝卜素的含量达到前者的23倍之多，每千克胡萝卜素含量最多达37毫克。科学家们甚至计划将-胡萝卜基因、增加铁离子和蛋白质的基因等聚合到某一水稻中，使之具有更全面的营养功能。