生物工程又稱生物技術,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科。通俗地講就是以生物學(特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子機算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,自覺地操縱遺傳物質,定向地改造生物或其功能,短期內創造出具有超遠緣性狀的新物種,再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養,以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能一門新興技術。
生物工程促進生物農藥的發展 生物工程技術為生物農藥的發展注入了新的活力。如轉B.t.病毒(B.t.毒素基因在昆蟲病毒中表達)、轉基因捕食螨(Metaseiulus occidentalis)、轉B.t.基因棉、轉B.t.玉米、轉B.t.馬鈴薯、轉Cpt I煙草(水稻/馬鈴薯/草莓)、轉PI一II煙草、轉NaPI水稻(煙草)、轉SKTI馬鈴薯、轉OC-I白楊、轉P-Lec煙草、轉GNA馬鈴薯(煙草/水稻)、轉基因耐貯藏番茄、轉查爾酮合成酶基因矮牽牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的轉基因煙草、抗矮縮病毒水稻等。 細胞工程學使藥源植物如印楝、魚藤等的細胞離體培養取得突破;生物技術如酶聯免疫分析技術用來檢測有機化學農藥的殘留,反過來又促進生物農藥的發展;抗除草劑的農作物品種的推廣,使除草劑的用量大幅度提高,如由于耐農達除草劑的轉基因作物的推廣應用使得農達使用量最近5年在全球以每年20%的速度遞增。 轉基因抗蟲、抗病作物對傳統農藥造成沖擊 抗蟲作物的出現使殺蟲劑的生產和銷售有所下降,害蟲種類的演替也導致農藥品種發生變化。殺菌劑總體變化不大,但部分品種也受到影響,呈下降趨勢。有人估計:到2005年,轉基因作物在農藥市場中所占份額將達到15%-20%,約60億美元,全球1999年種植面積達到880萬hm2。以轉基因抗蟲棉為例,美國1998年已推廣棉花播種面積40%,我國也有200萬畝,安徽省1999年就達40萬畝。以棉鈴蟲防治減少一半用藥計,其效益也相當可觀。 轉基因作物面臨的問題 轉基因作物通過5年多的推廣,所面臨的問題也日益暴露出來。主要表現在:(1)對人類和環境的安全性;(2)抗性風險((a)室內用轉基因棉花葉片飼養棉鈴蟲6-12代,抗性指數從1.5倍增到4.4倍;(b)一般預測轉基因作物的使用壽命為8-10年;(c)超級抗性生物的出現;(d)抗性基因的漂移等)(3)防治上的局限性:如轉B.t.基因棉,防治棉鈴蟲的效果隨其代數而降低,第1代不須用藥,但第3和4代每100株仍有20-40頭3-4齡幼蟲,每代仍須噴藥3-4次;(4)昆蟲群落的演替((a)次要害蟲上升為主要害蟲:轉基因棉株體內單寧、酚類化合物分別降低22%和24%,導致棉蚜、棉紅蜘蛛、棉粉虱、棉薊馬、棉盲蝽等害蟲的數量急劇上升;(b)天敵種群數量呈下降趨勢:如棉田龜紋瓢蟲及寄生蜂下降約20%-90%)。 |