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關(guān)鍵詞: 生物技術(shù);農(nóng)業(yè);生產(chǎn);應(yīng)用
隨著生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的不斷應(yīng)用與革新,其已經(jīng)成為21世紀具有潛力的產(chǎn)業(yè)之一。其發(fā)展之迅速,趨勢之良好,并且在極大程度上影響了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù),使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)走向了一個新的高度。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、綠色環(huán)保是其發(fā)展的重要課題。目前,世界各國已經(jīng)開始將生物技術(shù)視為高新技術(shù),這是由于其可以幫助人們解決食品短缺、環(huán)境污染和經(jīng)濟建設(shè)等問題,有助于國家提升自身的綜合國力,增強經(jīng)濟實力。
然而,由于人類社會、經(jīng)濟的不斷發(fā)展,以及為了發(fā)展而進行的過度環(huán)境開發(fā)利用等行為,其給生存環(huán)境帶來了極大的污染和破壞。眾所周知,地球每小時都可能有一個物種滅絕,并且我們的地球已經(jīng)面臨著生態(tài)失衡、資源枯竭等嚴重現(xiàn)象。這些現(xiàn)象給我們走可持續(xù)發(fā)展道路帶來了極大的阻礙,但生物技術(shù)的出現(xiàn)卻給人類的未來送來了一絲曙光。
一、生物技術(shù)
生物技術(shù)(biotechnology)亦可稱“生物工程”或“生物工程技術(shù)”,其是指利用現(xiàn)代生命科學(xué)作為基礎(chǔ),結(jié)合其它學(xué)科的科學(xué)原理,采用最先進的技術(shù)手段,并按照預(yù)先的設(shè)計,達到改造生物體或加工生物原料的目的,從而生產(chǎn)出所需的特定生物產(chǎn)品或達到某些預(yù)定的目的。生物技術(shù)主要包括傳統(tǒng)生物技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。其中,現(xiàn)代生物技術(shù)則又是在傳統(tǒng)生物技術(shù)上發(fā)展起來的,但其又和傳統(tǒng)生物技術(shù)有著本質(zhì)上的區(qū)別。所以,生物技術(shù)是一門新興的、具有綜合性的學(xué)科。
二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用
生物技術(shù)對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說,其可以提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量,這點正好符合了當(dāng)前全世界所面臨的食物短缺的境況,其高產(chǎn)性和高質(zhì)性對于人類的生產(chǎn)生活提供了基本的保證。
隨著生物技術(shù)的提出到發(fā)展至今,人類在技術(shù)上以及可以將某個作物品種的“理想遺傳性”導(dǎo)入另外一個品種中,從而達到提高作物的產(chǎn)量、價值和質(zhì)量,并且賦予給作物一種新的特性來達到預(yù)防干旱、蟲害和光合作用效率的提高等。而光合作用效率的提高對于作物產(chǎn)量的提高起著決定性的作用,目前人類已經(jīng)克隆除了很多參與光合作用的基因,并且對于光對基因表達的調(diào)控作用作出了完善的分析。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的生物技術(shù)主要是“植物基因工程”,而Rubisco酶是植物基因工程的主要研究內(nèi)容,具體體現(xiàn)在通過增強Rubisco對CO2的親和,以及降低光呼吸的競爭反應(yīng)方面。實際上,將不同植物的Rubisco導(dǎo)入到植物細胞中,可以形成雜合誘導(dǎo)點突變,或亞基酶分子,并使其起到增加對CO2的親和力和修飾酶活性等作用,使基因在葉片中高效表達來提高光合生產(chǎn)力,努力培育出具有C4植物1.50倍以上光合性能的作物。目前,對于利用生物技術(shù)進行植物產(chǎn)量、品質(zhì)的改良主要有三個方面:油脂類、淀粉和蛋白質(zhì)。而對于人類肉類的提供者――動物,其也屬于農(nóng)業(yè)中不可缺少的一環(huán)。生物技術(shù)在動物中的運用則體現(xiàn)在提高肉質(zhì)、繁殖能力。那么在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中,現(xiàn)代生物技術(shù)到底被運用到了那些層面呢?下面,我們將逐一的進行歸納。
1.生物技術(shù)對于植物(作物)的應(yīng)用
在現(xiàn)代生物技術(shù)的良好發(fā)展下,人類已經(jīng)可以通過基因技術(shù)將一個品種的“理想遺傳性”導(dǎo)入另外一個品種中,從而達到提高作物的產(chǎn)量、價值和質(zhì)量,或賦予新作物一種新的特性,從而達到預(yù)防干旱、蟲害和提高光合作用效率等的目的。如,在番茄中導(dǎo)入編碼EFE酶的反義基因,從而使得EFE酶的活性降低至正常的5%以下,限制住乙烯的生成。這樣做的好處是,其能夠使番茄的生理成熟后長期保持果實堅硬,一個月左右不產(chǎn)生腐爛機制,延長了番茄的儲存、運輸?shù)臅r間,帶來更大的經(jīng)濟效益。當(dāng)然,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用層面很廣泛,在此我們便不逐一的復(fù)述了。生物技術(shù)對植物(作物)中的應(yīng)用,可以使得植物(作物)起到良好的品質(zhì)和產(chǎn)量,或者能夠給作物提供更好的抗蟲害、抗逆性、抗機械損害性和抗病性等,其比傳統(tǒng)的種植技術(shù)更加的省力,更加的省時。
2.生物技術(shù)對于動物的育種與繁殖應(yīng)用
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和提高,我們不但可以對植物(作物)改進,同樣也可以將其運用到動物上。目前的現(xiàn)代生物技術(shù)在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用主要是畜禽基因工程疫苗、動物分子育種和動物繁殖等。動物分子育種指的是動物的胚胎工程技術(shù)、基因技術(shù)、克隆技術(shù)等,其主要是通過DNA重組技術(shù)來實現(xiàn)改變動物的體質(zhì)、習(xí)性等。例如,人類已經(jīng)可以運用基因技術(shù),將單個有功能的基因簇導(dǎo)入到高等生物基因的基因組中去,并通過有關(guān)的分子生物技術(shù)、DNA試劑盒等檢測和診斷,從而加以選擇,使其改變生物的某些特征或習(xí)性,提高產(chǎn)量。另外,對于動物來說,人工受精技術(shù)也可以幫助其進行良好的有效的繁殖。如良種公牛的可以稀釋成很多倍,可以一次使多個母牛受精,這樣一來大大提高了動物受精的效率,提高產(chǎn)量。此外,還有胚胎移植、克隆繁殖等技術(shù),這些技術(shù)的發(fā)展都將改變今后畜牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。
3.生物農(nóng)藥和生物固氮的應(yīng)用
長期以來,化學(xué)農(nóng)藥在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中占據(jù)主流的地位。然而化學(xué)農(nóng)藥卻是一柄雙刃劍,其有提高產(chǎn)量減少蟲害的益處,但化學(xué)農(nóng)藥中所存在的毒害問題則不容忽視。生物農(nóng)藥技術(shù)的出現(xiàn),正好解決了人們所面臨的這一難題。由于我國人民生活水平的提高,人們不再僅僅最求“吃飽”問題,而開始關(guān)注“吃好”的問題,健康飲食觀念已經(jīng)深入人心。生物農(nóng)藥目前的主要研究領(lǐng)域是微生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因農(nóng)藥等、生物化學(xué)農(nóng)藥和“天敵生物農(nóng)藥”。如,國外目前最常用的“蘇云金芽桿菌”,其是殺蟲細菌的一種,可以有效的防止蟲害對于作物的影響。
而對于化學(xué)肥料來說,同樣也會給自然帶來危害。由于化學(xué)氮肥生產(chǎn)是會消耗大量的能量,給環(huán)境帶來嚴重的污染。所以對于生物固氮的使用,也漸漸的成為了農(nóng)業(yè)界的一項課題。生物固氮的使用,大大節(jié)約了人們對于能源的使用。同時,其還不會對自然環(huán)境造成侵害。不過,生物固氮迄今為止還未被農(nóng)業(yè)界廣泛的使用,這是由于目前所發(fā)現(xiàn)的生物固氮微生物還不能在糧食作物上使用,即使有少數(shù)能投入使用,但是相比化學(xué)肥料來說,其所起到的效果還是很小的。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:物理農(nóng)業(yè)技術(shù);農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
中圖分類號:F323.3文獻標識碼:A文章編號:1674-0432(2012)-02-0112-2
在目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,各種農(nóng)用化肥出現(xiàn)的大量問題,是擺在我們搞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廣大工作人員、管理干部面前急需解決的大課題。農(nóng)用化肥在很長的時間內(nèi),極大的提高了各種農(nóng)作物的產(chǎn)量,但是,隨之而來的長期使用或依賴化肥和農(nóng)藥造成的土地地力衰退逐年板結(jié)加重,自然環(huán)境的各種污染,各種農(nóng)作物品質(zhì)指標下降,嚴重危害人類的健康,嚴重影響了現(xiàn)代大產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性健康有序的發(fā)展。解決這些棘手的辦法就是發(fā)展現(xiàn)代化的生態(tài)農(nóng)業(yè),其發(fā)展、推廣現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)技術(shù)是重要手段。
1 物理農(nóng)業(yè)技術(shù)的內(nèi)容
1.1 種子磁化處理技術(shù)
磁場種子處理技術(shù)是指在播種前用磁場對農(nóng)作物種子進行直接磁化處理,通過物理作用,激發(fā)種子酶的活力,改善種子素質(zhì)、幼苗素質(zhì),使其作物根系發(fā)達,活力增強,增強抗害蟲能力,改善作物的新陳代謝能力,提高吸收水、肥的能力,使作物穩(wěn)健生長,以達到增產(chǎn)目的。試驗證明:種子經(jīng)磁化后,發(fā)芽率高,幼苗、植株長勢旺盛,玉米、水稻、小麥等作物籽粒飽滿,糧食作物和蔬菜產(chǎn)量普遍提高10%以上。
1.2 聲波助長技術(shù)
根據(jù)植物的聲學(xué)原理,利用聲波對植物進行特殊處理,以促進植物高產(chǎn)、抗病、早熟。該技術(shù),不污染環(huán)境,完全合乎綠色環(huán)保的發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為成功。產(chǎn)生聲波的設(shè)備叫聲波助長儀,其基本原理是利用音箱發(fā)出的聲音對植物施加特定的頻率聲波,使聲波頻率與植物本身固有的生理系統(tǒng)頻率相一致,達到共振,提高植物活細胞內(nèi)電子流的運動速度,增強植物的光和作用,達到增產(chǎn)的目的,同時,可以幫助植物促進呼吸作用,促進植物早熟1周左右,含糖量提高2-4%,增產(chǎn)20%以上。此外,對植物發(fā)出的諧振波還能提高植物生長過程中的呼吸能力,防止各種病蟲害的生長。
1.3 等離子種子處理技術(shù)
這種種子處理技術(shù)是通過種子在自由落體的運動中相繼接受等離子照射和交變電磁作用,從而達到提升種子的活力,提高種子防病、抗病性,增加產(chǎn)量的作用。試驗結(jié)果證明,等離子體處理技術(shù)對多種農(nóng)作物有明顯效果,在增產(chǎn)的同時還可改善農(nóng)作物的品質(zhì)。這種方法無任何化學(xué)物質(zhì)與污染,而且等離子體種子處理機操作簡單,種子處理成本低,技術(shù)性能可靠,深受廣大農(nóng)民歡迎。
1.4 電子殺蟲技術(shù)
電子式殺蟲燈是利用病蟲害的趨光性、趨波性、雌雄飛蛾趨性等特點,采用具有特定光譜的特殊光源和滅殺裝置,在夜間開啟光源將害蟲引誘飛來,在飛撲光源過程中,使之觸到設(shè)在光源的高壓電網(wǎng),高壓電網(wǎng)瞬間放電將其擊殺死亡,達到有效地阻斷害蟲的生殖繁育鏈,降低危害農(nóng)作物的蟲口密度,減少化學(xué)農(nóng)藥使用量的目的。可誘殺果樹害蟲、蔬菜害蟲、糧食害蟲、森林害蟲等多種害蟲。
市場上還有一種多功能靜電滅蟲燈,其原理是:當(dāng)殺蟲燈需要工作時,開啟高壓電極網(wǎng),系統(tǒng)根據(jù)光照亮度自動亮燈。利用黑光燈特定波長和筒體顏色,針對昆蟲具有較強的趨光、趨波、趨色的特性,近距離用光,遠距離用波,白天用顏色,誘導(dǎo)害蟲產(chǎn)生趨光趨色興奮效應(yīng),引誘害蟲撲向殺蟲燈,殺蟲燈外配置高壓網(wǎng)殺死害蟲,使害蟲落入專用的接蟲盤,達到殺滅害蟲的目的。
1.5 土壤連作障礙電處理技術(shù)
該技術(shù)是根據(jù)直流電流土壤消毒原理、土壤微水分電處理原理以及脈沖電解原理合成的土壤電化學(xué)消毒技術(shù)原理,在直流脈沖作用下離子發(fā)生移動,使負脈沖PH值增高,正脈沖H+增高,土壤酸度增加,進而有效殺滅土壤傳播的病源微生物。該技術(shù)可有效解決連作障礙這一難題,避免作物連作減產(chǎn)、品質(zhì)下降、土傳病害猖獗等問題,適用于農(nóng)田土傳病害、根結(jié)線蟲、韭蛆等微小害蟲、根系有害分泌物、土壤物理性缺素癥等連作障礙的克服處理及土壤改良等。對土傳病害防治率可達90%,根結(jié)線蟲防治率達93%。
2 現(xiàn)代物理的優(yōu)勢與前景
(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中,有效的利用農(nóng)業(yè)物理技術(shù),可減少各種化肥農(nóng)藥的使用量,減少污染,提高農(nóng)作物的抗病能力,最終到達增產(chǎn)的目的。
(2)實施合理的物理農(nóng)業(yè)技術(shù),對綠色食品有著很好的推廣作用。
(3)實施物理農(nóng)業(yè)技術(shù),在治理病蟲害,保護食品安全,保護良好的生態(tài)環(huán)境等方面有非常美好的前景。
總之,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物理的推廣及應(yīng)用,可以提高農(nóng)作物的環(huán)保指標和作物本身的品質(zhì),加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,增加農(nóng)民收入,大大地激發(fā)了農(nóng)民種田的積極性。
21世紀是我們國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)邁進的關(guān)鍵時期,解決我國農(nóng)業(yè)存在的問題必須依靠科技的進步。現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)技術(shù)在我們國家是一門新生事物,在推廣和應(yīng)用現(xiàn)代物理農(nóng)業(yè)這項農(nóng)業(yè)科技新技術(shù)上提高大農(nóng)業(yè)在國計民生中的地位,是擺在我們農(nóng)業(yè)戰(zhàn)線上每一名工作人員面前尤為重要的課題。
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);生物經(jīng)濟;新型農(nóng)業(yè)體系
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,生物技術(shù)在越來越多的行業(yè)中的到廣泛的應(yīng)用,尤其是在農(nóng)業(yè)發(fā)展中,生物技術(shù)對于提升生產(chǎn)能力、提高作為產(chǎn)量,創(chuàng)造更多的社會價值和經(jīng)濟價值有著積極的促進作用。
一、生物技術(shù)的經(jīng)濟效益
關(guān)于生物技術(shù)的定義有很多種定義,對生物技術(shù)的一個普遍接受的定義為“對基因、細胞、器官、胚胎、微生物、動植物等生命體進行研究開發(fā)運用的技術(shù)活動”。 廣義上講,生物技術(shù)是利用生物有機體、死細胞、活細胞以及細胞內(nèi)含物,采用特殊的過程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品的一門新型的跨學(xué)科體系。生物技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)中應(yīng)用的最為廣泛,在農(nóng)業(yè)技術(shù)中的應(yīng)用也發(fā)展的極為迅速,帶來的經(jīng)濟效益也是極為顯著的,并且具有廣闊的發(fā)展前景。在新型農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中,最早進行生物技術(shù)應(yīng)用的農(nóng)作物有玉米、大豆和棉花。在經(jīng)過生物技術(shù)改良后農(nóng)作物抵抗病蟲害的能力有所提升,生物技術(shù)所帶來的經(jīng)濟效益是很顯著的。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面主要帶來了兩個方面的效益,一個是生態(tài)效益,一個是環(huán)境效益。
通過生物技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用可以提高植物的抗蟲害能力,增產(chǎn)增收,幫助農(nóng)民創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益,農(nóng)民的生活有保障了,農(nóng)業(yè)的發(fā)展才能夠更加的順暢。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也很有可能導(dǎo)致生物系統(tǒng)的一個改變,隨之而來的環(huán)境問題也是亟待解決的。例如全球變暖、水體的富營養(yǎng)化、土地的沙漠化,任何一種轉(zhuǎn)基因作物都存在對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生沖擊的可能性,所以生物技術(shù)必須遵循一定的生態(tài)原則。
二、生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)技術(shù)中的應(yīng)用
所謂新型農(nóng)業(yè)技術(shù)是以新興技術(shù)來帶動農(nóng)業(yè)的發(fā)展,以生物經(jīng)濟的非農(nóng)思路來解決農(nóng)業(yè)問題。隨著工業(yè)化水平的深入,我國進入了工農(nóng)互補、城鄉(xiāng)共榮的發(fā)展階段,研究新型農(nóng)業(yè)體系的技術(shù)應(yīng)用體系,研究在利用常規(guī)農(nóng)業(yè)技術(shù)的同時合理的運用現(xiàn)代生物技術(shù)的最新成果來拓展農(nóng)業(yè)新的領(lǐng)域。生物技術(shù)價值的主體是人,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運作基本上是靠人為的進行操作,農(nóng)業(yè)的發(fā)展既能滿足農(nóng)民的生存需求,保障農(nóng)村的建設(shè)。從社會利益和商業(yè)利益兩個方面出發(fā),農(nóng)業(yè)技術(shù)的進步都有很重要的作用,在現(xiàn)實生活中,生物技術(shù)主要是服從國家和民族利益進行運用和展開的。目前,生物技術(shù)界是眾所注目的重要領(lǐng)域,被視為解決中國“三農(nóng)”問題的重要途徑,對“三農(nóng)”問題前所未有的重視,都是深化改革、進一步推進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段。今天的中國生物科技事業(yè)應(yīng)該時刻往這一方向努力,實現(xiàn)生物技術(shù)的多重價值和意義。
現(xiàn)階段,我國對于生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個技術(shù)方面,例如,光合作用機理研究,通過光合作用,促進植物的增長,提升作物的產(chǎn)量,有效的利用自然資源和能源。另一個就是生物固氮,通過提高微生物的固氮能力,實現(xiàn)DNA重組改造共生真菌,促進植物作物的根系生長。還有就是轉(zhuǎn)基因技術(shù),用轉(zhuǎn)基因植物來生產(chǎn)具有商業(yè)價值的蛋白質(zhì)及其他特殊化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)進行了一些嘗試,并取得了一些進展。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中實現(xiàn)生物技術(shù)的應(yīng)用,既能提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)能力,還能夠?qū)崿F(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的保護。實現(xiàn)經(jīng)濟利益和環(huán)境保護的雙贏。
三、未來生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的實踐道路
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一項長久的事業(yè),帶來的社會價值也是巨大的,所以應(yīng)該加大政府的關(guān)注力度,通過政府的強有力的財政支持和技術(shù)支持,引進先進的管理技術(shù)和操作技術(shù),對農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的發(fā)展道路和空間,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是資金密集型產(chǎn)業(yè),是高投入、高風(fēng)險和高回報產(chǎn)業(yè)。在充分運用市場機制的基礎(chǔ)上,要正確發(fā)揮政府對生物技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè) 化方向的宏觀調(diào)控作用。同時要積極引導(dǎo)和調(diào)動地方、企業(yè)、金融等力量參與生物技術(shù)研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。
同時,積極的鼓勵科技創(chuàng)新,加快新技術(shù)的研發(fā),為生物技術(shù)的應(yīng)用提供更多的發(fā)展空間,對于有建設(shè)性的農(nóng)業(yè)項目予以鼓勵和支持,通過反復(fù)的實驗和測試實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)高效的生產(chǎn)狀況,保障農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的安全性和科學(xué)性。加強對知識產(chǎn)權(quán)的保護,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生物技術(shù)應(yīng)用應(yīng)該形成產(chǎn)業(yè)化,通過行業(yè)的優(yōu)勢互補實現(xiàn)雙方的效益的最優(yōu)化。
最后,發(fā)現(xiàn)生物技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Γ瑤酉嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。行業(yè)間的發(fā)展都是具有相互性的,相互促進能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的形成,從總體的實力上加強競爭力,帶來更多的集群效應(yīng),讓農(nóng)業(yè)發(fā)展有更多的保障,以工業(yè)發(fā)展帶動農(nóng)業(yè)發(fā)展,以農(nóng)業(yè)的進步來支援工業(yè)的發(fā)展。同時生物技術(shù)的應(yīng)用也可以解決更多的實際應(yīng)用問題,讓現(xiàn)實問題得到更加快捷和方便的解決。
新型農(nóng)業(yè)技術(shù)體現(xiàn)的在技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,生物技術(shù)對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展帶來了更多的效益,生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)的聯(lián)系程度將會日益的加深,未來會有更為廣泛應(yīng)用。(作者單位:沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院)
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關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)種植;生物技術(shù);合理運用
中圖分類號:S188 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20161132009
前言
在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式下,技術(shù)的影響作用日益顯著,將生物技術(shù)合理運用于農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域,可以利用新技術(shù)的優(yōu)勢,加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化;也可以使生物技術(shù)成果服務(wù)于社會生產(chǎn),彰顯技術(shù)的力量。所以,現(xiàn)實中相關(guān)部門就必須要做好生物技術(shù)的推廣工作,使其能夠為農(nóng)業(yè)種植做出更大貢獻。
1 農(nóng)業(yè)種植中生物技術(shù)的合理運用
1.1 重要意義
農(nóng)業(yè)種植中合理運用生物技術(shù)的意義體現(xiàn)為以下3點:此舉可以強化作物抵御病蟲害的能力。病蟲害是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的合理運用,可以起到強化作物抵御病蟲害能力的作用,能夠有效減輕病蟲害的影響,對于保證作物產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義;此舉有助于防止糧食危機的出現(xiàn)。生物技術(shù)的合理運用能夠彌補種植模式的不足,起到增產(chǎn)作用。所以,生物技術(shù)在糧食增產(chǎn)方面的優(yōu)勢是經(jīng)過實踐驗證的,可有效防止糧食危機的發(fā)生,這一點對于我國這樣的人口大國具有重要意義;此舉可以優(yōu)化作物質(zhì)量。食品安全問題的頻頻發(fā)生,使得人們對于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量愈加關(guān)注。生物技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域,有助于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化。目前,市面上出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因大豆以及嫁接水果都極受歡迎,這一點就足以說明生物技術(shù)的應(yīng)用價值。
1.2 應(yīng)用思路
1.2.1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)
此項技術(shù)的實質(zhì)是通過人為干預(yù),來進行DNA的體外剪切及重新拼接,進而實現(xiàn)基因重組。據(jù)此來講,轉(zhuǎn)基因最大的優(yōu)勢就在于其能夠結(jié)合實際需要進行基因提取,可切實保證新基因與需要相一致。所以,此項技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用潛力。在具體應(yīng)用的過程中,需要格外注意生物檢測環(huán)節(jié),并規(guī)范執(zhí)行檢測流程。一般來講,檢測的基本步驟為:對生物體中的細胞實施單獨培養(yǎng);借助技術(shù)手段將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橥暾麄€體;對完成轉(zhuǎn)化的個體實施檢測。現(xiàn)階段,轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用,相關(guān)實踐也證明了其確有增產(chǎn)及優(yōu)化作物質(zhì)量的作用。此種技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域中的應(yīng)用,實際就是借助人為干預(yù)實現(xiàn)優(yōu)良基因向作物的轉(zhuǎn)移,通過此種方式達到增產(chǎn)目的和改善作物質(zhì)量的目的。
1.2.2 組織培養(yǎng)技術(shù)
簡單來講,組織培養(yǎng)就是一種基于全能性細胞、借助人工誘導(dǎo)來實現(xiàn)組織無菌發(fā)育的技術(shù),經(jīng)過培養(yǎng),作物組織能夠成長為完整植株。所以,此項技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域的應(yīng)用,可以起到加快作物繁殖、培育良種等積極作用。另外,此項技術(shù)在減輕病毒威脅方面也有一定的效果,既能夠增強作物的經(jīng)濟優(yōu)勢,又可以同時兼顧環(huán)保。在應(yīng)用此項技術(shù)的實踐中,應(yīng)注意如下幾點:應(yīng)保證相關(guān)的環(huán)境條件合乎要求,做到溫度適宜、濕度恰當(dāng);保證化學(xué)條件滿足要求,其中主要包括pH值以及滲透壓等;由于實施培養(yǎng)時作物內(nèi)的多酚氧化酶會被激活,引起作物褐變,進而影響到接種外植體培養(yǎng),具體操作過程中應(yīng)注意采取一定的措施來控制褐變;為了獲得無菌材料,建議采用分化培養(yǎng)基(誘導(dǎo)亦可)實施初代培養(yǎng)。
1.2.3 生物農(nóng)藥技術(shù)
在傳統(tǒng)種植模式下,為了減輕病蟲害對作物生長的影響,人們經(jīng)常借助化學(xué)方法來配制農(nóng)藥。這種方法雖然防治病蟲害效果較好,但卻容易給作物安全埋下隱患,降低作物質(zhì)量。而生物農(nóng)藥技術(shù)則是指借助生物技術(shù)來進行農(nóng)藥配制,由于此種農(nóng)藥成分以生物在新陳代謝過程中的產(chǎn)物為主,其一般不會對作物造成污染,可消除噴灑農(nóng)藥的負面影響。與以往使用的農(nóng)藥相比,生物農(nóng)藥在防治病蟲害方面的作用并不遜色,同時其還具有環(huán)保優(yōu)勢,對于發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)很有益處。但是,此種農(nóng)藥由于成分來源特殊、價格昂貴,推廣應(yīng)用存在一定的阻礙。考慮到微生物具有容易控制且能夠規(guī)模化生產(chǎn)的特點,現(xiàn)實中可以通過把源于生物組織的藥物成分基因移植到微生物中的做法,來解決生物農(nóng)藥應(yīng)用成本過高的問題。
2 結(jié)語
總體來看,生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域的合理運用,不僅有助于強化作物抵御病蟲害的能力,還可以起到增產(chǎn)及優(yōu)化作物質(zhì)量的作用,對于農(nóng)業(yè)發(fā)展有著巨大影響。所以,現(xiàn)實中應(yīng)正視生物技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的貢獻,加大生物技術(shù)的推廣應(yīng)用力度。
參考文獻
關(guān)鍵詞:我國;現(xiàn)代生物技術(shù);發(fā)展趨勢
1現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面有著極廣的應(yīng)用。典型的成功事例諸如袁隆平教授培育的雜交水稻,他是利用生物基因重組將高產(chǎn)水稻和抗病水稻的優(yōu)點集于一身。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的轉(zhuǎn)基因技術(shù),極大的提高了糧食的產(chǎn)量,尤其是我國較為稀缺的蔬菜的產(chǎn)量產(chǎn)量有了顯著的提升。現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也極大的豐富了農(nóng)業(yè)種類,諸如新培育出的太空辣椒、轉(zhuǎn)基因黃金大米等一系列新物種。這些新物種的形成在很大程度上改變了大自然生存法則,也加速了物種之間基因的交流。另外,生物技術(shù)對于農(nóng)業(yè)最偉大的想法是將植物的基因植入到動物體內(nèi),實現(xiàn)動物的光合作用,徹底解決人類的溫飽問題,但是這種設(shè)想還是停留在最初階段,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,很可能在某一天轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實。最后,農(nóng)業(yè)是我國生物技術(shù)未來發(fā)展的一大趨勢,對于提高糧食產(chǎn)量,促進物種間基因交流有著十分深刻的現(xiàn)實意義。
2現(xiàn)代生物技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
生物技術(shù)和工業(yè)看似沒有聯(lián)系,但是實際聯(lián)系較為廣泛。現(xiàn)代生物技術(shù)在工業(yè)中最廣泛的使用就是制藥生產(chǎn)線,通過生產(chǎn)線的紐帶將生物技術(shù)和工業(yè)緊密聯(lián)系在一起。其次;生物發(fā)電也是生物技術(shù)在未來發(fā)展的一大趨勢,生物質(zhì)能發(fā)電已經(jīng)成為今天電廠供電組成系統(tǒng)中的一部分,但是,生物發(fā)電迄今為止還是停留在理論階段,并沒有真正的試驗成功。但是隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和對重大難題的不斷突破,終有一天生物發(fā)電也將變?yōu)楝F(xiàn)實。
3現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用
生物技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用最廣,生活中也最為常見。從之前胰島素蛋白的生成,到現(xiàn)階段抗青素的制造,無一離不開生物技術(shù)而存在。在現(xiàn)代的醫(yī)療行業(yè)發(fā)展中,生物技術(shù)的存在極大的推動了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,例如;先進的神經(jīng)中樞替代技術(shù),采用生物電位差原理有效的將人體的神經(jīng)中樞替代,而正確的傳達神經(jīng)信號,在人體出現(xiàn)神經(jīng)中樞受損或者神經(jīng)中樞疾病時,醫(yī)生完全可以借助現(xiàn)代生物技術(shù)用電位差原理將人體神經(jīng)中樞有效代替,從而使患者身體康復(fù)。生物技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中更為先進但也飽受爭議的就是克隆技術(shù),克隆技術(shù)的存在使世界上生物不用實現(xiàn)繁衍而產(chǎn)生下一代,克隆羊多利就是很好的一個證明。現(xiàn)在在醫(yī)學(xué)上克隆人體心臟,種植人體耳朵、人工受孕、DNA鑒定等,這種先進的生物技術(shù)打破了傳統(tǒng)的醫(yī)療體系,為我國醫(yī)學(xué)的發(fā)展打開了新的一扇門。
4現(xiàn)代生物技術(shù)在軍事中的應(yīng)用
生物技術(shù)在軍事中的應(yīng)用較為廣泛,從古老的帝國時代的造船是模仿魚的姿態(tài),并將其體態(tài)擴大,建造出了無堅不摧的戰(zhàn)艦。現(xiàn)代高科技的雷達技術(shù),是蝙蝠回聲定位技術(shù)的重要應(yīng)用,對于世界各個國家的國防做出了重要貢獻。為了減少水的阻力,核潛艇設(shè)計借鑒了魚兒流線型的身姿,從而可以潛居世界海底。美國日本的千里眼監(jiān)控,則借鑒了蒼蠅的眼睛結(jié)構(gòu)設(shè)計。世界各國的軍事技術(shù)都離不開生物技術(shù)而存在,并且生物技術(shù)的存在極大的推動了世界軍事的前進步伐,為軍事發(fā)展做出了重要貢獻。但是,生物技術(shù)在軍事運用上也具有其兩面性。尤其是在戰(zhàn)爭中,生物技術(shù)的運用將對人體和世界和平產(chǎn)生極大的威脅,諸如細菌武器的應(yīng)用。這種極端的生物技術(shù)在軍事上的發(fā)明,有效的增強了國家的戰(zhàn)斗力,但是這種有悖于道德的生物技術(shù)在軍事上的運用,將對人類乃是世界環(huán)境產(chǎn)生極大的危害,甚至是破壞生態(tài)環(huán)境。因此,生物技術(shù)在軍事運用上要發(fā)揮其優(yōu)點回避其缺點,從而真正的將生物技術(shù)運用到軍事領(lǐng)域上來保衛(wèi)世界和平而不是滅絕性的殺害。
結(jié)束語
現(xiàn)代生物技術(shù)有著較高的技術(shù)優(yōu)勢,對我國社會進步有著重要影響。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢受到社會各界的普遍關(guān)注。并且,現(xiàn)代生物技術(shù)對我國的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療、軍事等行業(yè)都有著重要影響。分析我國現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢對生物技術(shù)的發(fā)展與我國社會的進步都有著重要意義。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】生物技術(shù);農(nóng)業(yè)生產(chǎn);應(yīng)用;影響
1.現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.1植物育種和繁殖
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,其在植物育種和繁殖中的應(yīng)用越來越多,如將一些品種的優(yōu)良性狀通過基因工程轉(zhuǎn)入到另一個品種中去,以獲得更高的產(chǎn)量、質(zhì)量,或者是提高該品種的抗性,減少傳統(tǒng)的種植過程中繁瑣的病蟲害防治、防倒伏等操作,較傳統(tǒng)的育種更省時、更具效益,在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已顯示出巨大的經(jīng)濟效益,并展示了植物基因工程在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣闊前景。抗蟲、抗病、抗除草劑的轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆、油菜等已進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段。
1.2生物固氮
農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。生物固氮不僅節(jié)約能源,而且不會對環(huán)境造成威脅。近年來,固氮基因工程的發(fā)展迅速,基因組學(xué)和功能基因組學(xué)的建立賦予了生物固氮研究新的內(nèi)涵和研究策略,對生物固氮的研究增加了新的動力。如我國已成功地構(gòu)建了12株水稻糞產(chǎn)堿菌耐氨工程菌。施用這種細菌可節(jié)約化肥1/5,平均增產(chǎn)5.0%~12.5%。
1.3生物農(nóng)藥
生物農(nóng)藥是指利用生物活體或其代謝產(chǎn)物防治病蟲草鼠害的一類農(nóng)藥。目前,在實際應(yīng)用中,生物農(nóng)藥泛指可以進行大規(guī)模生產(chǎn)的微生物源農(nóng)藥。近年來我國生物農(nóng)藥得到了較大發(fā)展,已初步形成40余家研究機構(gòu)大約300家生產(chǎn)企業(yè)。如阿維菌素具有很強的觸殺活性、胃毒活性和殺蟲廣譜性;另一主打產(chǎn)品抗菌素類的井岡霉素至今仍是防治水稻紋枯病的當(dāng)家品種。
1.4動物體細胞克隆及生物反應(yīng)器的應(yīng)用
1997年世界上第1個體細胞克隆綿羊“多莉”的誕生,標志著動物核移植技術(shù)取得了重大突破,用轉(zhuǎn)基因植物和動物器官組織高效表達和生產(chǎn)活蛋白的生物反應(yīng)器研究與開發(fā)近年也取得了顯著的進展。
2.現(xiàn)代生物技術(shù)對農(nóng)業(yè)的影響
2.1農(nóng)作物的毒性問題
轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物一般情況下均是將細菌和病毒作為載體,通過將需要轉(zhuǎn)入的基因連接在細菌和病毒上,再將其導(dǎo)入受體細胞中,最終使受體細胞表現(xiàn)出人類需要的表現(xiàn)型。在基因的轉(zhuǎn)移中使用的最多的為反轉(zhuǎn)錄病毒,研究表明,反轉(zhuǎn)錄病毒有可能會誘發(fā)癌癥和其他疾病。
2.2抗藥性和過敏性
研究表明,棉鈴蟲已對轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)生抗性。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉對第1、第2代棉鈴蟲有很好的毒殺作用,但第3、第4代棉鈴蟲已對轉(zhuǎn)基因棉產(chǎn)生抗性。如果此種具有轉(zhuǎn)基因抗性的害蟲變成對轉(zhuǎn)基因表達蛋白具有抗性的超級害蟲,就需要噴灑更多的農(nóng)藥,將會對農(nóng)田和自然生態(tài)環(huán)境造成更大的危害。
2.3環(huán)境生態(tài)問題
利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴重破壞,導(dǎo)致一些物種的滅絕,甚至使雜草對除草劑產(chǎn)生抗性而成為“超級雜草”,從而嚴重威脅其他作物的正常生長和生存。由此,造成嚴重的基因污染問題,破壞原有的自然生態(tài)平衡,導(dǎo)致生物多樣性的喪失。
2.4對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成危害
轉(zhuǎn)基因植物、動物、微生物脫離當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)所造成的危害,許多有意或無意的動植物引起當(dāng)?shù)貒乐氐霓r(nóng)業(yè)生態(tài)問題。引發(fā)自生作物成為嚴重的雜草問題,轉(zhuǎn)基因作物通過雜交后產(chǎn)生雜種影響食物安全等,有些已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐挠泻又参铩?/p>
3.生物技術(shù)及農(nóng)業(yè)發(fā)展的展望
我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)起步晚,與發(fā)達國家尚有一定差距,但是發(fā)展順利,進步較快,在國家政策的扶持下,已取得了很大的成績,歷經(jīng)了20多年的發(fā)展和積累,已經(jīng)初步建成了世界上為數(shù)不多的轉(zhuǎn)基因育種科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系,已擁有一批抗病蟲、抗除草劑、抗旱、營養(yǎng)改良等重要基因的自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù),水稻、棉花、玉米等轉(zhuǎn)基因作物的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究也已取得了一批高水平的科技成果,形成了自己的特色與優(yōu)勢。隨著農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的深入,一系列基因農(nóng)作物新品種正逐漸走向市場。預(yù)測在21世紀,將有更多的優(yōu)良農(nóng)作物新品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛推廣,并為消費者所接受。
總的來說,現(xiàn)代生物技術(shù)對當(dāng)代農(nóng)業(yè)做出的貢獻是不能磨滅的也是不容忽視的。我國的生物產(chǎn)業(yè)會在充分利用制度、資源以及人才與技術(shù)上的優(yōu)勢上,抓住有利時機并大力推進生物高新技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,在即將到來的生物世紀里,真正占據(jù)自己的位置,促進農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。
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論文摘要:隨著世界人口的增長,農(nóng)業(yè)將經(jīng)歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術(shù)作為科學(xué)和技術(shù)在這場變革中將起到關(guān)鍵性的作用。原則上講,生物技術(shù)本身有能力幫助人們提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和保護環(huán)境,但在實踐中,生物技術(shù)作為環(huán)境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環(huán)境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術(shù)給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來機遇
廣義上講,生物技術(shù)是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內(nèi)含物,采用特殊的過程生產(chǎn)出特殊的產(chǎn)品應(yīng)作到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復(fù)治理中,尤其是70年代基因工程的出現(xiàn),它能改變、取代物種的基因。
生物技術(shù)在農(nóng)作物中已有廣泛的應(yīng)用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經(jīng)轉(zhuǎn)基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經(jīng)遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經(jīng)遺傳改良的作物的潛力是相當(dāng)大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當(dāng)于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產(chǎn)5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術(shù)進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業(yè)上的應(yīng)用。除此之外,還有許多經(jīng)轉(zhuǎn)入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術(shù)在畜牧業(yè)上應(yīng)用所獲得的益處與在農(nóng)作物上相似。一方面,生物技術(shù)有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質(zhì)有生長激素以及促進其生長的調(diào)節(jié)劑,這些物質(zhì)可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經(jīng)遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產(chǎn)毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術(shù)在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量的同時,有助于提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展水平。例如,通過控制飼料作物體內(nèi)碳水化合物含量可提高畜牧業(yè)生產(chǎn)力;利用基因調(diào)控技術(shù)可以提高包括豆科作物在內(nèi)一些作物的蛋白質(zhì)含量,減少飼料作物中難消化的木質(zhì)素含量等。達比等人已生產(chǎn)出一種轉(zhuǎn)基因三葉草,可應(yīng)用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經(jīng)轉(zhuǎn)基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)經(jīng)食物鏈進入綿羊體內(nèi),進而能提高產(chǎn)毛量。
生物技術(shù)給人類帶來的益處也包括在生態(tài)和環(huán)境兩個方面。利用生物技術(shù)提高現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力可以減低農(nóng)業(yè)向原始的、自然、半自然生態(tài)系統(tǒng)擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態(tài)系統(tǒng)及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發(fā)新的產(chǎn)品。
生物技術(shù)已用于生產(chǎn)抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉(zhuǎn)基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產(chǎn)生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉(zhuǎn)基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態(tài)環(huán)境。
在許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū),土壤氮素可利用量是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高的一個重要因子。而一高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)使用人造氮肥是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據(jù)統(tǒng)計,英聯(lián)邦農(nóng)場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產(chǎn)生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農(nóng)業(yè)土壤的氮素流失是水體富營養(yǎng)化的主要原因。
生物技術(shù)的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養(yǎng)分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養(yǎng)分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(zhì)(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養(yǎng)分有效性的可能,包括獲得轉(zhuǎn)基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養(yǎng)分和釋放土壤養(yǎng)分的能力。轉(zhuǎn)基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現(xiàn)這個目標。
二、利用生物技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)應(yīng)注意克服的問題
從經(jīng)濟角度上講,生物技術(shù)帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發(fā)達國家與發(fā)展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術(shù)公司主要集中在發(fā)達國家,發(fā)達國家可以通過輸出生物技術(shù)產(chǎn)品而獲得利潤。與此同時,發(fā)展中國家由于技術(shù)、及其產(chǎn)品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術(shù)可能引起生產(chǎn)方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)而產(chǎn)生,特別是抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)。農(nóng)民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉(zhuǎn)基因作物上出現(xiàn),這些轉(zhuǎn)基因作物會取代傳統(tǒng)的依靠有機肥的作物,后者在發(fā)展中國家是很普遍的,并且也有利于環(huán)境保護。生物技術(shù)在食品上的應(yīng)用對發(fā)展中國家的農(nóng)民也會造成許多困難。生物技術(shù)也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當(dāng)能引發(fā)人體過敏反應(yīng)的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物時,例如,堅果能引發(fā)人體過敏反應(yīng),若它的基因被導(dǎo)入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預(yù)防起見,轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品必須經(jīng)免疫測定篩選后才能利用。
生物技術(shù)也可能引發(fā)環(huán)境問題。人們利用生物技術(shù)生產(chǎn)出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導(dǎo)致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導(dǎo)致一些物種滅絕。這一結(jié)果是由于生物技術(shù)促進農(nóng)作物向它原本不適應(yīng)的地域擴張而造成的。生物技術(shù)同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農(nóng)業(yè),尤其是耕作農(nóng)業(yè)的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農(nóng)業(yè)中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時,氮素生物化學(xué)循環(huán)的改變也加劇了水體的富營養(yǎng)化,直接影響人類和動植物的生存。
1我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展現(xiàn)狀
1.1法律法規(guī)的建全與實施
20世紀末,知識產(chǎn)權(quán)的保護已經(jīng)成為一種國際趨勢。美國首先調(diào)整了知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略,強化了知識產(chǎn)權(quán)保護,先后制訂了加速專利訴訟審理、擴大專利保護的對象、促進技術(shù)的轉(zhuǎn)讓、強化海外市場的保護力度等法規(guī)。隨后,英國、德國等面對國際科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展新形勢,陸續(xù)制定出本國的知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展戰(zhàn)略。1997年以后,日本參照美國的一些做法,從司法、行政及對外政策等角度,制定了重視專利的相關(guān)政策,通過對專利法和審查標準的修訂遏制了侵權(quán)行為,保護了尖端技術(shù),并通過設(shè)立專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓中介機構(gòu),極大地促進了大學(xué)及研究機構(gòu)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓進程。與此同時,世界發(fā)達國家對知識產(chǎn)權(quán)的保護日益重視。
為了更好地引進國外知識資源,保護我國知識產(chǎn)權(quán),我國政府也作出了促進自主創(chuàng)新的知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展戰(zhàn)略,在法律,法規(guī)層面上健全了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的保護工作。1985年頒布了《中華人民共和國專利法》,標志著我國知識產(chǎn)權(quán)保護工作正式起步。1993年對《專利法》進行了第一次修訂,修訂后的《專利法》補充了微生物、遺傳物質(zhì)發(fā)明和生物制品等發(fā)明同樣可以獲得知識產(chǎn)權(quán)保護,標志著我國開始將農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的保護納入了法律保護之列。此后,我國于1994年加入了國際《專利合作條約》,于1995年正式成為《國際承認用于專利程序的微生物保存布達佩斯條約》成員國,表明了我國生物技術(shù)保護正式與國際接軌。這不僅有利于國外農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明人在我國申請并獲得專利權(quán)保護,也有利于國內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明在國際上獲得保護,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)科技的國際交流。隨著我國在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的快速發(fā)展,在具體組織實施農(nóng)業(yè)生物技術(shù)保護工作層面上健全了一系列保護措施。國務(wù)院1993年頒布了《基因工程安全管理辦法》,1996年7月農(nóng)業(yè)部頒布了《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法》,并已陸續(xù)受理國內(nèi)外一些轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價申請。2000年在聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署和全球環(huán)境基金的支持下,我國制定了《中國國家生物安全框架》,提出了我國生物安全的政策體系、法規(guī)體系和能力建設(shè)的國家框架。2001年6月,國務(wù)院了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》,接著農(nóng)業(yè)部又了與之配套的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進口安全管理辦法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標識管理辦法》,并于2002年3月20日起正式實施。2008年6月5日,《國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要》正式,知識產(chǎn)權(quán)保護工作邁上戰(zhàn)略新臺階。這表明我國已經(jīng)基本形成了對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研究、開發(fā)以及基因資源的利用和保護等比較系統(tǒng)的法律保護框架。與此同時,我國建立了一系列的種質(zhì)資源和微生物專用菌種保存中心,如農(nóng)業(yè)部建立的的國家農(nóng)作物種質(zhì)資源保存中心、國家專利局建立的中國典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC)、普通微生物保藏中心(CGMCC)等。迄今,在作物種質(zhì)資源、動植物基因工程、農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)等方面的知識產(chǎn)權(quán)保護工作已經(jīng)取得了顯著成績。
1.2技術(shù)創(chuàng)新研究與知識產(chǎn)權(quán)保護并舉
技術(shù)創(chuàng)新與知識產(chǎn)權(quán)保護并舉是當(dāng)前開展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究的一項重要工作。國家不斷加大“863”、“973”、“國家自然科學(xué)基金”、“植物轉(zhuǎn)基因重大專項”等一系列科學(xué)研究項目的資助,使農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的研究取得了飛速發(fā)展。特別是隨著我國植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成熟與應(yīng)用,植物轉(zhuǎn)基因科研創(chuàng)新取得了多項成果。如轉(zhuǎn)基因棉花、水稻、小麥、大豆和玉米等作物的研究和技術(shù)突破;一系列農(nóng)作物的抗蟲、抗病、抗逆、高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物新品種的育成;建立了多種主要農(nóng)作物的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)體系等。在動物研究中,轉(zhuǎn)基因豬、牛、羊等家畜的研究也取得了突出成果。RNAi、生物芯片等技術(shù)的開拓和應(yīng)用進一步加速了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)自主創(chuàng)新的進程。在取得這些豐碩成果的同時,我國的知識產(chǎn)權(quán)保護意識有了進一步的增強,知識產(chǎn)權(quán)保護工作取得了顯著成效,農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)的國際競爭力有了明顯提高。國家從戰(zhàn)略高度上引導(dǎo)農(nóng)業(yè)科研和農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的保護工作與國際先進技術(shù)同步、同向發(fā)展。一方面積極開展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護,另一方面努力推動農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展。“十五”期間我國專利申請量逐年增加,年均增長率達22.8%;“十一五”期間,我國各級政府、企業(yè)和科技界的知識產(chǎn)權(quán)保護意識日益提高,預(yù)計發(fā)明專利申請總量將達到140萬件。面對農(nóng)業(yè)研究新成果的不斷涌現(xiàn),農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將在農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)中發(fā)揮著越來越大的作用。同時,與之對應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)保護將顯得更加意義重大。
2農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護對農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的促進作用
科技創(chuàng)新是推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要動力,通過科技創(chuàng)新不斷提升我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。在我國由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變進程中,知識產(chǎn)權(quán)保護對于提升我國農(nóng)業(yè)國際競爭力,提高我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)科研和產(chǎn)業(yè)水平將起到重大作用。
2.1農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護是科技創(chuàng)新的有力保障
目前,在農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域,現(xiàn)有的機制還沒有把農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新者的利益有效結(jié)合,農(nóng)業(yè)科研與產(chǎn)業(yè)機構(gòu)中缺乏競爭機制。因此,造成了科研人員創(chuàng)造的知識價值得不到市場經(jīng)濟下有償?shù)幕貓螅瑢?dǎo)致主動研發(fā)和創(chuàng)造的積極性受損,更多的科研能量得不到充分發(fā)揮。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的法律保護,從法律層面上認定了農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新是一種無形財產(chǎn),使農(nóng)業(yè)科技成果從無償使用變?yōu)橛袃數(shù)膶@蛯S屑夹g(shù),農(nóng)業(yè)科技人員的科研勞動成果得到法律保障,從而使農(nóng)業(yè)科技人員獲得應(yīng)有的經(jīng)濟回報。在知識經(jīng)濟時代,知識已成為一種具有商業(yè)價值,可以共享的資源。一系列行之有效的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護制度可以保證農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)品在免受侵權(quán)的情況下充分共享,可為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新提供有效的激勵機制,促進農(nóng)業(yè)科研人員在良性科研制度和環(huán)境下創(chuàng)造更多的知識價值。
2.2農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護是促進農(nóng)業(yè)綜合實力提升的有效途徑
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展為解決當(dāng)前制約我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的難題發(fā)揮了重要作用,如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因植酸酶玉米及轉(zhuǎn)基因抗病水稻等開創(chuàng)了農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用的一個新時代。據(jù)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用國際服務(wù)組織(ISAAA)近幾年的全球生物技術(shù)及轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展態(tài)勢報告顯示,轉(zhuǎn)基因作物在經(jīng)歷十多年的產(chǎn)業(yè)化后,仍在不斷取得新進展。以中國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為例,擁有抗蟲棉核心技術(shù)的單價和雙價抗蟲基因分別獲得了2001年世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)和中國知識產(chǎn)權(quán)組織(SIPO)頒發(fā)的中國專利金獎和2003年中國專利優(yōu)秀獎,利用這一核心技術(shù)我國已培育出80多個適應(yīng)不同棉區(qū)需要的抗蟲棉品種,其市場份額的增長率連續(xù)9年超過10%,累計種植面積已達1484萬h2,累計減少農(nóng)藥使用量25.5萬t,培訓(xùn)棉農(nóng)2000多萬人次,為棉農(nóng)增加收入超過1484億元,受益農(nóng)戶累計超過3000萬戶,取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益。事實證明,有效的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專利保護措施對我國農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)水平提高,農(nóng)業(yè)產(chǎn)值提升作用巨大。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)競爭的焦點集中在生物技術(shù)上,保護農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán),將技術(shù)引進與科技創(chuàng)新有機結(jié)合,將科研成果在法律保障平臺上有效轉(zhuǎn)化,這有助于推進我國科研院所和高校的智力成果迅速變?yōu)閲窠?jīng)濟發(fā)展的切實需求,也是促進我國生物科技進步和加快實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的最佳選擇。
2.3農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的堅實動力
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展備受當(dāng)今世界共同關(guān)注,20世紀80年代末,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思想就已反映在一些主要國際組織的文件和報告中。我國在1994年了《中國21世紀議程——21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》,其中包括確立實施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本原則和措施。隨著人口急劇增長,食品供需和全球氣候變化矛盾的出現(xiàn),全世界仍有很多國家糧食供給緊張。同時,自然環(huán)境的破壞導(dǎo)致了森林面積減少、土地沙化、水土流失及有限的耕地生產(chǎn)能力下降等現(xiàn)狀,不僅影響當(dāng)代人的生存,也影響子孫后代的發(fā)展,這就促使人們重新考慮農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的戰(zhàn)略思路問題。利用生物技術(shù)為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展開拓新的空間這是當(dāng)今農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最重要的體現(xiàn),而以生物技術(shù)為代表的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)對知識產(chǎn)權(quán)的保護工作提出了更新更高的要求。因此,我們必須增強農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)管理與保護,加快農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)立法工作,規(guī)范現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)制度,積極發(fā)揮知識產(chǎn)權(quán)的作用,做好科研成果的合法有效轉(zhuǎn)化、發(fā)明專利的高效應(yīng)用、重點品牌的培育和保護等一系列系統(tǒng)性、戰(zhàn)略性的工作,最終使得農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的保護與經(jīng)濟、科技和文化發(fā)展相協(xié)調(diào),促進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,提升農(nóng)業(yè)綜合實力,推動我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護、利用與設(shè)計
在知識經(jīng)濟時代,知識已成為一種具有商業(yè)價值且可以共享的資源。國家可根據(jù)自身相關(guān)的條件和需求作出科學(xué)規(guī)劃、策略。因此,筆者提出“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護、利用與設(shè)計”的概念,即:將知識產(chǎn)權(quán)保護貫穿于科研工作的全過程,落實到科研項目的開題、研發(fā)路線設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)突破以及成果評定等每個環(huán)節(jié)。如涉及糧食安全領(lǐng)域的小麥、玉米、水稻等主要糧食作物和棉花、油菜等主要經(jīng)濟作物品種的資源研究和轉(zhuǎn)基因新品種培育上;農(nóng)業(yè)病蟲害與畜禽疫病的防治技術(shù)等方面的研究上,既要有領(lǐng)先的科研理念、技術(shù)創(chuàng)新,同時還要將知識產(chǎn)權(quán)的保護和利用滲透進去,旨在推動農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的綜合發(fā)展。
3.1農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護與日常的科研有效結(jié)合
“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護、利用與設(shè)計”就是要將知識產(chǎn)權(quán)保護貫穿于科研工作的整個過程,在科研立項、研發(fā)設(shè)計、技術(shù)突破等各個環(huán)節(jié)充分聯(lián)系和體現(xiàn)。首先,要確立戰(zhàn)略目標。在立項時就要樹立知識產(chǎn)權(quán)保護意識,重視專利查詢和文獻資料的查新,真正做到思路開闊,立項質(zhì)量高和研發(fā)目標準確,避免技術(shù)侵權(quán)或低效研究。其次,要在項目實施過程中提升知識產(chǎn)權(quán)管理水平。在項目開發(fā)過程中建立目標考核制度,并對專利的維護和使用進行規(guī)劃,同時將專利申請成果作為科研考核指標。最后,項目結(jié)束后要結(jié)合具體情況,適時、適當(dāng)?shù)剡x擇知識產(chǎn)權(quán)保護方式,使科技成果及時形成知識產(chǎn)權(quán)。對尚未申請專利或尚未得到專利授權(quán)的科技成果,應(yīng)注意保密,以備后續(xù)研究。除此以外,還要科學(xué)判斷國內(nèi)外未來農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢,優(yōu)先確立與國計民生相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域作為發(fā)展重點,比如生物制藥與基因治療產(chǎn)品、生物農(nóng)業(yè)與食品加工、海洋生物資源開發(fā)利用、生物防治技術(shù)及防治藥物開發(fā)、環(huán)境生物治理技術(shù)等等。
3.2農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)管理和創(chuàng)新激勵
“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護、利用與設(shè)計”就是為了充分、有效、合理地發(fā)揮專利制度對自主知識產(chǎn)權(quán)的保障和激勵作用。一是要建立一套行之有效的激勵機制,將一系列有效措施和激勵政策滲透到科研工作的每個環(huán)節(jié)。知識產(chǎn)權(quán)管理已成為促進自主創(chuàng)新、提高市場競爭力的重要手段之一,因此要強化農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)管理。二是要進一步簡化專利申請和授權(quán)的程序,加快審批、授權(quán)的速度,使申請人的合法權(quán)益得到及時的保護,以提高申請人進一步研發(fā)的信心和積極性。三是要激勵創(chuàng)新,進一步細化和完善獎勵辦法,對重要發(fā)明專利的發(fā)明人可破格評聘相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)職務(wù),推薦申報各級榮譽稱號等。四是要積極創(chuàng)造有利于科研人員創(chuàng)新的科研環(huán)境,逐步建立以知識產(chǎn)權(quán)為導(dǎo)向的內(nèi)部激勵機制,將知識產(chǎn)權(quán)擁有量、知識產(chǎn)權(quán)運用、管理及保護狀況作為科技資金資助、科技進步獎評審的主要依據(jù)。
3.3加強國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護經(jīng)驗的研究
“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護、利用與設(shè)計”還需要不斷強化國際間農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)的交流與合作,重視對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護國際規(guī)則的制定、調(diào)整以及發(fā)展趨勢的研究。積極參與農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護國際規(guī)則的變革和發(fā)展進程,共享各國農(nóng)業(yè)科技進步帶來全球資源的同時,也要主張我國應(yīng)有的權(quán)益,維護國家的長遠利益。首先,我國是發(fā)展中國家,我們必須謹慎地對農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的保護范圍和保護水平作出決策,國內(nèi)立法應(yīng)當(dāng)以維護本國利益為原則,遵循我國所加入的國際條約的最低要求,在此基礎(chǔ)上制定有利于我國的農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)制度。應(yīng)當(dāng)謹慎地對待高新農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)國際條約的立法保護,對于像農(nóng)業(yè)遺傳資源這樣的我國的優(yōu)勢領(lǐng)域,則應(yīng)當(dāng)加強立法保護;其次,改革現(xiàn)有不合理的農(nóng)業(yè)科研管理體系,建立以提高自主知識產(chǎn)權(quán)為主的農(nóng)業(yè)科研管理體系。長期以來,我國農(nóng)業(yè)科研人員的工作過程大都是按照“科研立項完成驗收鑒定報獎”這樣的程序開展的,沒有把知識產(chǎn)權(quán)作為科研工作的重要目標之一。因此有必要重新確定農(nóng)業(yè)科研工作的目標,將農(nóng)業(yè)科研成果與自主知識產(chǎn)權(quán)相結(jié)合;再次,要學(xué)習(xí)、參考、借鑒國外經(jīng)驗,建立技術(shù)轉(zhuǎn)讓中介機構(gòu)制度,促進高校和科研單位專利的順利轉(zhuǎn)讓,得技術(shù)專利的形成及轉(zhuǎn)讓更加便利、快捷;最后,要加強保護措施。隨著農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的日趨發(fā)展,國際交流與合作愈來愈頻繁,但相應(yīng)的保護措施也要加強,因為誰占據(jù)了專利權(quán)誰就搶先登上了至高點,由此帶來的潛在經(jīng)濟價值是非常巨大的。因此,不斷的跟蹤有關(guān)國家的制度及執(zhí)行情況,調(diào)整、制定我國相應(yīng)的對策。既要防止海外知識產(chǎn)權(quán)對我國農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)造成的侵害和影響,也不能因為苛刻的保護政策妨礙了積極的科技引進與交流;在加強與有關(guān)國家在法制建設(shè)及執(zhí)行等方面交流的同時,也要不斷促進科研產(chǎn)業(yè)單位和企業(yè)在海外專利的取得及行使;積極參與國際間專利合作條約的修訂、各國專利制度間的協(xié)調(diào)、先行技術(shù)調(diào)查結(jié)果及審查結(jié)果的相互共享等。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)生物技術(shù) 教學(xué)實踐 課程教學(xué)
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)08-0059-02
為應(yīng)對生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)于2008年開設(shè)了農(nóng)業(yè)生物技術(shù)課程,并將這門課程作為農(nóng)學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,該課程從多視角向?qū)W生系統(tǒng)、科學(xué)、通俗地講述現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的有關(guān)概念、原理、研究方法和技術(shù),應(yīng)用情況和前景,存在的問題以及解決的思路和途徑等,通過學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生緊跟時代步伐,為將來深造和獨立從事生物技術(shù)領(lǐng)域的科技工作奠定基礎(chǔ)。筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗,從學(xué)生學(xué)的角度,老師教的角度,以及今后對該課程改進的思路進行探討。
一、學(xué)生對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的認識
(一)興趣濃厚
學(xué)生對于生物技術(shù)的興趣十分濃厚,對于抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因食品等已經(jīng)植根于人們生活中的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)物有所了解,對于生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用充滿好奇和憧憬,這些內(nèi)容激發(fā)了他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣,迫切想了解和掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的相關(guān)理論知識。
(二)沒有信心,認為太“難”
學(xué)生普遍認為,現(xiàn)代生物技術(shù)是高新技術(shù),是科學(xué)家所從事的科學(xué)課題,高深而神秘,離自身太遙遠。盡管他們已經(jīng)接觸過一些相關(guān)的理論知識,但對于DNA這些肉眼難以觀察到的事物,人類如何對其進行改造,難以理解。所以一旦老師提出新名詞,他們既覺得新鮮又有幾分畏懼,擔(dān)心自己不能理解這些知識。
二、筆者教農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的感受
(一)授課內(nèi)容要精煉
生物技術(shù)課程是一門多學(xué)科綜合的課程,涉及諸多方面的知識,有許多理論和技術(shù)無法包容在這門課程中,很難做到面面俱全。筆者所授的這門課程包括40課時理論教學(xué)和8課時實驗教學(xué),理論教學(xué)內(nèi)容主要講授基因工程和細胞工程的基本理論知識及其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與展望。讓學(xué)生多掌握知識的想法是好的,但內(nèi)容過多、過細并不適合這門課程,多而細的內(nèi)容只能使他們感到力不從心,腦子里的知識攪和在一起,不能很好地消化理解。講解的過程也要精煉,如有的書將基因工程的內(nèi)容用六個字進行概括:“分、切、接、轉(zhuǎn)、篩、表”,短小的六個字,每個字中均包含了豐富的理論知識。只要理解了每個字的含義,就等于掌握了基因工程的基本內(nèi)容。這種內(nèi)容的提煉可以使學(xué)生從思想上拋掉“難”的包袱,有一種原來如此的釋然。
(二)把握好講授的深度
由于生物技術(shù)發(fā)展迅猛,各種新知識和新技術(shù)層出不窮,授課時要把握好深度,對于缺乏實踐操作的學(xué)生而言,講授得過深等于增加疑惑。如講授DNA分子的切割和連接時,切割DNA的限制性內(nèi)切酶常被稱為“DNA的剪刀”,連接DNA的連接酶常被稱為“DNA的膠水”,形象的比喻清晰地解釋了兩種酶的功能。另外,教材中介紹了多種限制酶和修飾酶,這時要重點教授幾種常用的酶類,其他酶類一帶而過,或不講授,讓學(xué)生閱讀課外書籍尋找答案。
(三)教學(xué)手段要豐富
生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用給我們帶來了諸多驚喜和希望,相比之下,理論知識卻顯得乏味枯燥,有些甚至比較難懂,因此教學(xué)手段一定要豐富,使教學(xué)過程變得生動、直觀、易于理解,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
幻燈片的制作要精美,少一些文字,多一些圖片,如“核移植技術(shù)”,對于學(xué)生來說是個新名詞。該技術(shù)在植物中應(yīng)用較少,在動物中的應(yīng)用卻很廣泛,克隆羊“多莉”可謂人盡皆知,而它正是主要通過這種技術(shù)來獲得的。通過講解克隆羊多莉誕生的技術(shù)路線,不但能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以使學(xué)生較好地理解什么是“核移植技術(shù)”、克隆動物,甚至克隆人產(chǎn)生的原理。
看flas和電影是學(xué)生最喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié),再枯燥難懂的理論知識,通過這樣的教學(xué)手段播放出來也會對他們具有巨大的吸引力。如今網(wǎng)絡(luò)上有很多生物技術(shù)的相關(guān)影像,這些事物完全可以為我們所利用,創(chuàng)造出生動、活潑的教學(xué)氣氛。如細胞工程中的種苗快繁一節(jié),通過理論知識的講解結(jié)合一段網(wǎng)絡(luò)種苗快繁的視頻,能夠幫助學(xué)生很好地消化、理解基本的理論知識。
(四)緊密結(jié)合實驗教學(xué)
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是一門實踐性較強的課程,抽象的理論知識增加了學(xué)生理解的難度,而真實的實驗操作可以引起學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、動手能力和創(chuàng)新意識,因此我們應(yīng)結(jié)合實驗進行教學(xué)。該課程僅包含了8課時的實驗教學(xué),課時較少,植物生物技術(shù)實驗具有連續(xù)性、時間長的特點,所以我們選擇了比較實用、常用的實驗,包括DNA的提取和轉(zhuǎn)化、DNA的PCR擴增、培養(yǎng)基的配置、外植體的消毒和種植操作,這些實驗的開設(shè)可幫助學(xué)生鞏固課堂中學(xué)到的理論知識,并加深對這些知識的理解。
(五)把握學(xué)科前沿,多充實自己,提高自我素養(yǎng)
生物技術(shù)的發(fā)展日新月異,僅講授教材很難跟上其發(fā)展速度。我們需要在教學(xué)過程中,閱讀大量的書籍、文獻,把握學(xué)科前沿,及時了解生物技術(shù)發(fā)展動態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù),總結(jié)出某一理論、某一技術(shù)或某一現(xiàn)狀全面的知識,然后講授給學(xué)生。如在講授種植轉(zhuǎn)基因作物的國家、種植面積、所涉及的作物及轉(zhuǎn)化的基因時,需在網(wǎng)絡(luò)上搜索最新的數(shù)據(jù),使學(xué)生準確地把握轉(zhuǎn)基因作物的種植現(xiàn)狀;講授轉(zhuǎn)基因生物安全性爭論時,應(yīng)補充列舉最近發(fā)生的事件,如2012年我國湖南衡陽小學(xué)生疑被喂食轉(zhuǎn)基因大米的事件。通過這種方式,不僅可以傳授學(xué)生最新的知識,還能不斷地充實自己,提高自己的業(yè)務(wù)素養(yǎng)。
三、生物技術(shù)課程教學(xué)的改革
(一)需自編教材
該課程適合本科教學(xué)的教材較少,內(nèi)容較為全面的教材價格昂貴,而價格合適的教材內(nèi)容粗略。因此,需要申請立項,編制一本適合的教材。該教材主要包括基因工程和細胞工程方面的基礎(chǔ)知識和在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,在內(nèi)容上要體現(xiàn)基礎(chǔ)性和前瞻性,既能使學(xué)生充分地掌握基本知識,又能了解該領(lǐng)域的前沿及發(fā)展前景。該教材還要兼顧基礎(chǔ)理論與實際操作的統(tǒng)一,相應(yīng)的章節(jié)編寫對應(yīng)的實驗操作,使學(xué)生能夠很好地將理論與實踐相結(jié)合。在使用的過程中不斷完善,編制出一本實用的教材。
(二)提前開設(shè)課程
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)課程開設(shè)對象是農(nóng)學(xué)專業(yè)大四的學(xué)生,是較晚開設(shè)的少數(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課之一。學(xué)生在大四學(xué)年比較繁忙,他們的關(guān)注點會發(fā)生轉(zhuǎn)移,由前3個學(xué)年刻苦學(xué)習(xí)爭取獎學(xué)金,轉(zhuǎn)移至研究生升學(xué)考試和找工作上。盡管大部分學(xué)生能夠在課程上認真聽講,但仍存在部分學(xué)生在課堂上復(fù)習(xí)升學(xué)考試的相關(guān)內(nèi)容,少數(shù)學(xué)生請假參加工作面試等問題,這些情況將直接影響教師的授課效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,因此需提前開設(shè)該課程。
(三)加強實驗教學(xué)
通過生物技術(shù)實驗教學(xué)環(huán)節(jié),能夠促進學(xué)生對課堂理論知識的理解。但由于生物技術(shù)實驗所用的儀器、試劑和耗材均較為昂貴,如PCR儀、工具酶、移液器等,因此實驗教學(xué)成本較高,導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容較少,嚴重制約了學(xué)生將生物技術(shù)知識運用到工作實踐的能力的培養(yǎng)。筆者認為,加強實驗教學(xué)可從以下幾個方面著手。第一,可以適當(dāng)?shù)卦黾訉嶒灲虒W(xué)的學(xué)時,增加實驗內(nèi)容。第二,可以將實驗操作和多媒體教學(xué)相結(jié)合,對于時間長和較復(fù)雜的實驗,通過播放幻燈片和錄像輔助教學(xué),在觀看過程中對學(xué)生詳細講述整個實驗流程,學(xué)生有疑問可反復(fù)觀看錄像,和老師一起探討并及時解決疑問。這種實驗教學(xué)方法不僅能夠節(jié)能降耗,還能有效地利用實驗室現(xiàn)有的各種資源,在有限的時間內(nèi)使學(xué)生掌握更多的知識和技能。第三,新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)專業(yè)所在學(xué)科有較好的科研平臺,擁有寬敞的實驗室和完備的儀器設(shè)備,是教師和研究生從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究的理想場所,許多重大課題都是通過這個平臺來完成的,但參與這些課題的均是農(nóng)學(xué)專業(yè)的博士、碩士研究生,本科生少有機會參與這些課題。組織本科生參觀研究生實驗平臺,向他們介紹相關(guān)課題的研究現(xiàn)狀和意義,以及各種先進儀器的用途和操作流程,能使學(xué)生接觸到本學(xué)科的前沿,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,彌補實驗內(nèi)容少的不足,達到良好的教學(xué)效果。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 呂虎.現(xiàn)代生物技術(shù)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2005.
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[3] 薛金愛.淺析《生物技術(shù)概論》的教學(xué)實踐[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,26(6):224-225.