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    目前，因與病蟲害防治有關(guān)的各類基因的發(fā)現(xiàn)，以及植物轉(zhuǎn)基因和微生物重組技術(shù)的一系列突破，用于農(nóng)業(yè)植物保護(hù)的基因工程產(chǎn)品，已得到大力開發(fā)并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化的應(yīng)用。換言之，轉(zhuǎn)基因工程這一新技術(shù)，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大顯身手，展示了廣闊的應(yīng)用前景。

    01、利用基因工程培育抗病蟲害的新品種

    病蟲害是農(nóng)作物的大敵，全世界每年有1/3的糧食遭其吞噬，經(jīng)濟(jì)損失是驚人的。因此，世界各國(guó)科學(xué)家如美國(guó)、比利時(shí)、俄羅斯等國(guó)家的遺傳學(xué)家，利用基因工程把昆蟲的毒素基因轉(zhuǎn)移到棉花、玉米、煙草、番茄等作物中去，這些作物的細(xì)胞就能制造毒素，害蟲吃了它們的莖葉，就會(huì)立刻中毒身亡。日本的科學(xué)家將食菌性線蟲和昆蟲寄生線蟲組合后，撒在土壤里，1年1次，殺蟲率高達(dá)90%～100%。青枯病是一種細(xì)菌性病害，全世界馬鈴薯生產(chǎn)因青枯病、軟腐病危害可減產(chǎn)25%左右，我國(guó)科學(xué)家將人工合成抗菌肽基因?qū)�入馬鈴薯主栽品種——米粒，獲得抗病性提高1～2級(jí)的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯株系。目前，抗菌肽基因已經(jīng)供給國(guó)內(nèi)外許多研究單位，進(jìn)行水稻抗白葉枯病、馬鈴薯軟腐病、花生和番茄的青枯病、柑桔細(xì)菌性潰瘍病、大白菜軟腐病、櫻桃根腫病等基因工程的研究，并取得了大量的科研成果，應(yīng)用于農(nóng)作物病害的防治中。在抗真菌病害的基因工程研究中，科學(xué)家已經(jīng)把幾丁質(zhì)酶基因、葡聚糖酶基因轉(zhuǎn)入煙草作物，轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出明顯的抗病作用。利用轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)，我國(guó)科學(xué)家已獲得了抗矮縮病毒基因工程植株，相信在不久的將來(lái)即可投入到生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中去，成為矮縮病的克星。

    在抗蟲基因工程研究方面，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)家863計(jì)劃的支持下，成功地將BT基因轉(zhuǎn)入到我國(guó)棉花主栽品種，獲得了高抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花品種，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后獲得抗棉鈴蟲轉(zhuǎn)基因棉花的第二個(gè)國(guó)家，在棉鈴蟲防治中發(fā)揮了巨大的作用。目前，生產(chǎn)出多個(gè)抗蟲棉的品種已投入商業(yè)化生產(chǎn)，為減輕棉鈴蟲對(duì)棉花的危害，受到了顯著效果。此外，科學(xué)家還將BT基因成功地轉(zhuǎn)入我國(guó)水稻主栽品種，轉(zhuǎn)基因水稻對(duì)三化螟的毒殺效果達(dá)到90%以上。我國(guó)科學(xué)家成功地將BT基因轉(zhuǎn)移到楊樹中，獲得抗蟲楊樹，已在許多地方進(jìn)行示范種植。科學(xué)家從大自然觀察中得到啟示，發(fā)現(xiàn)有的植物被蟲子咬得千瘡百孔，而有的植物害蟲避而遠(yuǎn)之，這是為什么？原來(lái)這些抗蟲植物或具有粘性分泌物，或產(chǎn)生生物堿、酶抑制劑蛋白質(zhì)等化合物，我們不妨稱之為植物自身的“化學(xué)武器”。遺傳工程師們所相中的正是這種新型“防蟲武器”。他們通過(guò)遺傳工程技術(shù)將這種蛋白質(zhì)基因分離出來(lái)，“嫁接”到煙草、馬鈴薯、番茄、大豆、油菜等等農(nóng)作物中，這種基因一旦在受體寄主植物中定居后，便以孟德爾遺傳方式進(jìn)行繁殖，并使后代奇跡般地獲得了抗蟲的新特性。將熱帶地區(qū)一種豇豆中的具有抗蟲性的CPTI基因移入煙草屬植株，可謂是迄今最成功的事例之一。科學(xué)家在田間意外地發(fā)現(xiàn)，在豆科植物世界里橫行猖獗的四紋豆象，卻不敢接近這種枝葉嫩綠的豇豆。經(jīng)查明，原因就在于其體內(nèi)有種殺蟲武器——胰蛋白酶抑制劑，屬于雙頭絲氨酸蛋白抑制劑的小分子多肽，大約由80個(gè)氨基酸構(gòu)成，并組成一個(gè)很小的多基因族存在于豇豆中。據(jù)此，遺傳學(xué)家借助于一種基因“剪刀”將CPTI基因粗心取出，通過(guò)一種根土壤桿菌的媒介，再“嫁入”煙草細(xì)胞中。至此。細(xì)菌攜帶的CPTI基因便在煙草體內(nèi)永遠(yuǎn)定居，并行使其抗蟲的職能。據(jù)田間試驗(yàn)，凡攜帶CPTI基因的植物都具有極強(qiáng)的抗棉鈴蟲、粘蟲、天蛾毛蟲等害蟲的能力。

    02、利用轉(zhuǎn)基因工程，制造成能“種”出來(lái)的殺蟲劑，使生物殺蟲劑大放異彩

    蘇云金桿菌是一種革蘭氏陽(yáng)性菌，它產(chǎn)生的伴孢晶體蛋白——貝它內(nèi)毒素對(duì)鱗翅目的許多昆蟲幼蟲、某些雙翅目甚至鞘翅目的昆蟲幼蟲都具有毒性，該種毒性具有較強(qiáng)的殺蟲特異性，作為生物殺蟲劑使用比較安全。目前，蘇云金桿菌及其毒蛋白已作為殺蟲劑在很多國(guó)家應(yīng)用于生產(chǎn)上，并取得了顯著的殺蟲效果。但由于生產(chǎn)成本較高，晶體蛋白在田間使用時(shí)不夠穩(wěn)定，因而限制了它的商業(yè)性用途。生物技術(shù)的進(jìn)步也為蘇云金桿菌（BT）殺蟲劑增添了新的活力。蘇云金桿菌是一種殺蟲的細(xì)菌，迄今在美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞士等許多國(guó)家都已開始商品化生產(chǎn)，可防治30多種害蟲。科學(xué)家還成功地將BT殺蟲基因轉(zhuǎn)入煙草，使煙草植株也產(chǎn)生BT殺蟲活性物質(zhì)。試驗(yàn)表明，當(dāng)煙草植物中BT殺蟲物質(zhì)的含量?jī)H為0.004%時(shí)，6天后煙草上的大蛾幼蟲便全部死亡。目前科學(xué)家正在試圖獲得能產(chǎn)生比煙草殺蟲活力更高的殺蟲棉株、殺蟲稻株以及殺蟲蔬菜等農(nóng)作物。近些年，我國(guó)在BT殺蟲劑的研制方面已取得了很大的進(jìn)展，人們期待著高新技術(shù)在植保領(lǐng)域結(jié)出更多碩果，殺蟲植物能盡快送到農(nóng)家。如何保留它們的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)？新興的生物工程，使這一愿望開始實(shí)現(xiàn)。利用生物工程的基因重組技術(shù)，可將某種昆蟲病原數(shù)生物進(jìn)行遺傳修飾，產(chǎn)生出新型生物殺蟲劑——新一代生物殺蟲劑。它們既具有原微生物的殺蟲功能，又克服了它們的某些不足之處。例如，蘇云金桿菌是目前全世界都廣泛使用的一種高效殺蟲微生物，它有許多亞種和變種。比如HD——1對(duì)萊青蟲一類鱗翅目的害蟲有效，而以色列變種卻對(duì)蚊子一類雙翅目的幼蟲有效。科學(xué)家應(yīng)用生物工程手段，將這兩個(gè)變種的基因拼接到一起，得到對(duì)上述兩類害蟲都有毒殺力的新的蘇云金桿菌。更大膽的設(shè)想也出現(xiàn)了：把蘇云金桿菌產(chǎn)毒素的基因插入植物細(xì)胞的DNA中，使植物獲得抵御害蟲侵襲的能力，當(dāng)害蟲去吞食食物葉面時(shí)，便飛蛾撲火，自取滅亡。有趣的是，移入了蘇云金桿菌毒素基因的植物，除了自身能抵抗多種害蟲的危害以外，還有可能把這種植物粉碎，作為殺蟲劑作用。這樣一來(lái)，這種生物殺蟲劑的生產(chǎn)，既不需要建造設(shè)備復(fù)雜的工廠，也不需要消耗大量的能源，就可以在田野下“種”出來(lái)。蘇云金桿菌產(chǎn)生毒素與菌體芽孢形成同時(shí)，遺傳學(xué)家還設(shè)想將一個(gè)強(qiáng)大的、連續(xù)工作的啟動(dòng)因子與毒素基因融合，經(jīng)過(guò)這種轉(zhuǎn)化處理的細(xì)胞，有可能在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中連續(xù)地、大量地生產(chǎn)毒素。更理想的辦法是，把毒素基因分離出來(lái)，搞清楚它們的核苷酸序列的功能區(qū)與調(diào)控區(qū)，把這些序列經(jīng)過(guò)遺傳修飾后制造出具有生物活性的物質(zhì)，再將這種遺傳物質(zhì)導(dǎo)入到特定的微生物中，從而利用連續(xù)發(fā)酵培養(yǎng)的方法，來(lái)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模地生產(chǎn)這種生物活性物質(zhì)。這種方法在單位時(shí)間里能生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，而且大大降低成本，使人們得到大量的這種殺蟲劑，用于害蟲的防治中，前途是光明的。