植物生物技术在植物保护方面的应用

　　 【摘 要】伴随着科学技术的日益发展，生物技术已经被广泛地应用于植物保护方面。生物技术的运用主要体现在：对植物病毒和病源的判别和诊断，促进了植物病毒治理过程；选育抗病虫种苗，免除了病虫的危害；研制基因工程农药，有效的避免了化学农药产生的不良后果；培育抗病虫和抗除草剂植物，生物技术的运用极大地促进了植物的保护。 　　 【关键词】生物技术 植物保护 基因工程 　　 　　The Plant Biotechnology Applications in Plant Protection 　　Abstract:With the increasing development of science and technology, biotechnology has been widely used in plant protection.The application of biotechnology is mainly reflected in many ways.The diagnosis and discrimination of plant viruses and pathogenic have promoted the process of plant virus management.The breeding of pest resistant seeds has eliminated the pest damage.The genetic engineering pesticide has effectively avoided the adverse effects of chemical pesticides.The cultivation of herbicide-resistant plants have resisted to insect pests, and bio-technology has greatly promoted the use of plant protection in these areas. 　　Key words: Biotechnology; Plant Protection; Genetic engineering 　　 　　 伴随着国内外对植物生物技术研究的不断深入和发展，生物技术已经被广泛地应用到植物保护方面。生物技术主要是指利用微生物或者生物有机体来制造或改进产品、改良品种，或者通过培育微生物等过程以达到为人类服务目的的一种技术。生物技术主要涵盖细胞工程技术、基因工程技术、发酵工程技术以及酶工程技术。植物生物技术在针对植物病毒和病源的判别和诊断、植物病虫害防治等问题上具有安全、高效、选择性强、无污染等特点，被广泛的应用于植物保护过程中。 　　 一、对植物病毒和病源的判别和诊断 　　 生物技术应用于植物保护中，能够快速而有效地进行植物病毒和病源的诊断。单克隆抗体技术就是一种用于对植物病毒和病源进行诊断的技术，这种技术与各种免疫标记技术相互结合，就能够对病源进行快速而精确的诊断分析，促进了植物病毒的治理。单克隆抗体技术的积极运用为诊断和判别植物病害提供了有效的途径，现已经制备了很多种植物病毒单克隆杂交瘤的细胞株，例如各种像烟草花叶病毒、葡萄扇叶病毒、黄脉病毒等。我国在植物细菌病害的研究中取得了丰硕的成果，如水稻白叶枯病、青枯病、葡萄扇叶病毒、马铃薯青枯病单克隆抗体的等很多种植物病源的单扛杂交瘤柱系，极大地促进了生物技术在植物病源诊断上的应用。 　　 二、培育无病种苗 　　 近些年来，我国在抗病虫育种的基础上，积极地运用生物技术，创造并选择利用植物群体内新的遗传变异，取得了很多新的进展。生物技术应用于选育抗病虫植物和培育无病种苗，是通过组织培养的方式。为了保证各种作物的产量和品质，提高对有害生物病、虫、杂草的抗性和耐力，使用组织培养的方式，通过无性系突变体来筛选新的抗病虫材料或新抗源，获得无病毒苗，进而获得抗病虫的植物，用体外栽培植物的离体部分来消除病毒的侵染危害，生成没有病毒的完整植株后，再将植株的种子进行繁殖，通过这种无性繁殖就能获得没有病的的种苗，免除了各种病虫的危害[1]。 　　 通过花粉粒作为外植体进行培养，获得植株的单倍体，利用单倍体可在较短的时间内培育出新的、高纯合材料，从而诱导、筛选出具有抗性的植株。另外利用茎尖脱毒技术也可以繁育出像薯类、果树、花卉以及某些蔬菜等无病毒种苗，极大的保证并提高了作物的品质和产量。目前国际上已经开发出抗虫转基因水稻，同时我国也在积极研究，已经开发出抗叶枯病和抗水稻细菌性条斑病的转基因植株，这种生物技术应用于实践，能够有效地降低化学农药的使用量。 　　 三、研制基因工程农药 　　 生物技术在微生物农药开发中的应用，能够代替化学农药而起到防治害虫的效果。为了提高农作物的产量而进行的病虫害防治，长期以来大量使用有机农药，虽然起到了杀菌防虫的作用，但与此同时因单纯依靠化学有机农药，并且使用浓度严重超标也造成了一系列的恶果。例如农药的过度使用，使得在杀死害虫的同时，也杀害了害虫的天敌，从而严重的破坏了生态系统的生物链；长期使用农药，使得害虫产生了抗药性，形成了恶性的循环；农药残余严重，破坏了土壤环境，同时也危害了人们的身体健康。 　　 鉴于有机化学农药带来的各种问题，生物农药防治病虫害的方法也呼之欲出。随着各种生物杀虫剂和生物杀菌剂的相继研发成功，诸如假单胞杆菌型、莓力菌杀虫剂以及枯草杆菌杀虫剂等的使用，极大的避免了有机化学农药产生的危害作用。利用昆虫重组病毒防治害虫，可以利用寄生在昆虫体内的昆虫杆状病毒，如果将此病毒的基因中插入和表达外源基因如节肢动物或细菌来源的昆虫毒素、昆虫激素或酶，就能够扰乱害虫内部的代谢平衡，从而达到了灭虫的目的。另外许多微生物农药也在积极的研发过程中，利用产素细菌能够防治各种因植物细菌而产生的病害问题，这种方法主要是先从土壤根围的细菌中筛选出对水稻或者蔬菜等重要病原细菌，然后选择具有较强拮抗作用的拮抗菌株，这种拮抗菌株由于能够产生较强的拮抗蛋白而起到了抑制或预防作物细菌病害的作用。在这种引进拮抗菌株进行植物的病虫害防治的进程中，从植物体形成的自然生态系统中筛选增产菌，而增产菌的代谢物对改善植物生理代谢又起到了重要作用。总之微生物农药具有高效、无毒、无公害和无污染等特点，对于病虫害防治和环境保护都具有良好的效果。 　　 四、培育抗病虫和抗除草剂植物 　　 作为一种分子生物学技术，植物基因工程技术是利用了植物细胞的全能性。植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都具有相同的遗传信息，因此能够把一个植物细胞通过生物技术方法培养成完整的植株。进行抗病虫植物的培养，可以利用动物毒素基因的导入达到防治害虫的目的。此类方法是将一些昆虫的毒素基因导入到植物中，害虫一旦咬食植物的同时就吞入这些细菌，从而就会被杀死[2]。培养抗除草剂植物是通过将破坏除草剂的基因导入到植物中。研究者已经从吸水链霉菌分理处一种能够破坏破坏除草剂的基因，将这种基因导入到烟草、马铃薯和番茄的植株后，这些植株就对常用的除草剂产生了抗性，这样就使得这些作物避免了除草剂产生的药害作用。 　　 抗病虫工程植株与抗除草剂工程植株的培养，我国也取得了很多突破性的进展，已经将很多诸如水稻、小麦、大豆、棉花等农作物通过组织培养的方式获得了再生植株；通过病毒的外壳蛋白的基因转移到烟草和番茄上，并将苏云金杆菌的毒蛋白转移到棉花和水稻上；弱毒疫苗和卫星核糖核酸的也已逐渐应用到实际的生产中[3]。 　　 总之，生物技术的发展，对植物保护产生了革命性的影响。利用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的新的植物品种，同时生物技术对植物病毒和病源进行了快捷而有效的诊断，基因工程农药的使用免除了病虫的危害，也有效的避免了过度使用有机农药产生的恶果。因此，充分利用各种生物技术，能够有效的起到植物保护作用，从而保护了物种的多样性，保护了生态环境，实现了人与自然的可持续发展。