梁志玲 李凱兵 袁淑珍 李新芳 張建鋒 魏霜
摘 ? ?要:對(duì)從生物工程技術(shù)認(rèn)識(shí)植物保護(hù)研究的發(fā)展趨勢(shì)展開深入研究,在植物病蟲害方面,提出了多樣化的方法,并在植物現(xiàn)有保護(hù)系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)之上,積極完善各項(xiàng)制度。采取了積極有效的病蟲害管理途徑,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞:生物工程技術(shù);植物保護(hù)研究;發(fā)展趨勢(shì)
文章編號(hào):1005-2690(2021)19-0135-02 ? ? ? 中國(guó)圖書分類號(hào):S4 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
生物工程技術(shù)主要是對(duì)生物成本進(jìn)行改造和利用,還通過(guò)生命研究的成果,是現(xiàn)代生物科學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程以及微生物工程等工程技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。生物工程技術(shù)是人類認(rèn)識(shí)和改造自然,以及應(yīng)對(duì)環(huán)境污染、生態(tài)平衡等問(wèn)題的有效手段。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,各個(gè)學(xué)科之間相互滲透,生物工程技術(shù)滲透在植物保護(hù)領(lǐng)域中,并得到了廣泛的應(yīng)用。
1 ? 組織培養(yǎng)與植物保護(hù)
在植物和昆蟲方面,對(duì)于組織培養(yǎng)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行分析具有重要的價(jià)值,是一種新技術(shù)。不管是在基礎(chǔ)理論中還是在實(shí)際應(yīng)用中,都具有一定潛力,但是由于目的不同,應(yīng)用的方法也不同。我國(guó)最早開始嘗試植物組織培養(yǎng),美國(guó)培養(yǎng)了番茄和小麥的根尖,法國(guó)培養(yǎng)了玉米和柳樹根尖。我國(guó)最先培養(yǎng)了根尖組織,包括禾谷類的作物。截至目前,逐漸培養(yǎng)成小植株材料[1],進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞全能性理論。在植物病蟲害方面,有以下4點(diǎn)值得開發(fā)和利用。
1.1 ? 莖尖脫毒苗檢驗(yàn)和生產(chǎn)
加大檢驗(yàn)力度,積極地檢驗(yàn)莖尖脫毒苗,并進(jìn)行生產(chǎn)。分析莖尖分生組織細(xì)胞,確保分裂旺盛,實(shí)現(xiàn)對(duì)植株離體培養(yǎng),將完整的植株培養(yǎng)出來(lái),在人工培養(yǎng)條件下,能對(duì)不帶有病毒的小植株進(jìn)行誘導(dǎo)分化。首先,細(xì)胞內(nèi)部不管是在體內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),還是在莖尖分生組織生長(zhǎng),雖然存在一定病毒,但速度較慢,能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移;其次,分生組織發(fā)育還有待完善,這直接關(guān)系到胞間連絲的形成,以及病毒運(yùn)轉(zhuǎn)等方面,沒(méi)有積極打造出專門的通道[2],所以小苗培養(yǎng)是無(wú)毒的。
1.2 ? 人工種子
在研究人工種子的過(guò)程中,確保植物材料組織更加完整。針對(duì)昆蟲生活史的研究,作為主要的體系,受到環(huán)境因素的影響會(huì)直接關(guān)系到播種育苗,應(yīng)將此影響降到最低,提高其抗病能力,這時(shí)可充分利用人工種子。截至目前,大多數(shù)植物已經(jīng)成功獲得了人工種子,尤其是胡蘿卜和芹菜等。為了保證植物健康生長(zhǎng),避免發(fā)生病蟲害,應(yīng)對(duì)植物進(jìn)行壯苗。但對(duì)人工種子進(jìn)行分析,應(yīng)與胚狀體實(shí)現(xiàn)同步,種子的長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)發(fā)芽。就目前的情況來(lái)看,如果將ElAVX添加在藻酸鈉和鈣所需要的繁殖培狀體,防止霉變,可獲得良好的效果,還可應(yīng)用在固定雜種優(yōu)勢(shì)中。就目前的情況來(lái)看,葡萄、玉米以及花葉人工種子獲得了成功[3],且各項(xiàng)工藝技術(shù)研究也有了新的進(jìn)展,尤其實(shí)際活性炭和低溫工藝技術(shù)等。
1.3 ? 種質(zhì)貯藏
為了使植物病蟲害防治工作獲得良好的效果,一定要注重品種的抗病性。為了更好地解決植物病蟲害問(wèn)題,可利用植物胚狀體和無(wú)性繁殖等方法,為其提供新的技術(shù)。
在離體培養(yǎng)方面,由于條件相同,在對(duì)優(yōu)良種質(zhì)貯藏的過(guò)程中,可通過(guò)非有性結(jié)合的體細(xì)胞,建立基因庫(kù),貯藏好限量種質(zhì)。通常情況下,要想促使貯藏工作順利地實(shí)施,一定要注重貯藏室的溫度,其溫度必須要處于低溫狀態(tài),并意識(shí)到保護(hù)劑梯度的重要性,加大施加力度,獲得良好的降溫效果,使其在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)解凍,確保種質(zhì)在種植時(shí)能夠健康生長(zhǎng)。
1.4 ? 快速繁殖特殊材料
在選育抗病品種方面,遠(yuǎn)緣雜交是非常重要的一種途徑,但是還面臨著一些問(wèn)題,主要問(wèn)題是“不孕”。在核和質(zhì)方面,其存在一定差異性,這直接影響到孕育結(jié)實(shí)。需要試管受精生產(chǎn)人工種子,在實(shí)施的過(guò)程中,可通過(guò)離體培養(yǎng)的方法。尤其是經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的品種,需要快繁。例如西瓜胚乳,一定要充分考慮無(wú)籽和無(wú)核的特點(diǎn),為了能實(shí)現(xiàn)并滿足人們的生活需求,需要加大培養(yǎng)力度,加強(qiáng)對(duì)無(wú)籽新種的培養(yǎng)。在培養(yǎng)玉米胚乳時(shí),應(yīng)提高其抗病能力,提升產(chǎn)量和質(zhì)量。
2 ? 細(xì)胞培養(yǎng)與保護(hù)
在生物工程中,細(xì)胞培養(yǎng)已經(jīng)成為病蟲害防治和選育新品種等方面的重要內(nèi)容。通過(guò)運(yùn)用單胞培養(yǎng)技術(shù),培育出完整的純系品種。通過(guò)自然和生物方法,選出耐鹽的突變體。
2.1 ? 抗病突變體篩選
近年來(lái),在離體選育體細(xì)胞無(wú)突變方面,水稻抗胡麻葉斑病菌為主要的事例。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中,應(yīng)大力推廣合江18和關(guān)東51。除此之外,應(yīng)選育抗赤霉病品系。首先,在人工培養(yǎng)自發(fā)突變的過(guò)程中,會(huì)受各種因素影響,在工廠化生產(chǎn)中繼代培養(yǎng)頻繁化主要受外源激素的影響,遺傳物質(zhì)發(fā)生不正常變異。其次,在有用突變體方面,為了能獲得人工誘發(fā)突變,可以誘發(fā)變異,選擇出理想的突變體,這也逐漸證明了人為因素選擇的重要性。最后,選擇壓力,隨著生物誘變新概念的提出,實(shí)現(xiàn)代謝產(chǎn)物誘發(fā)寄主突變[4]。在放線菌方面,早些年發(fā)現(xiàn)噬菌體能起到誘導(dǎo)變異的作用,還將其記載在國(guó)內(nèi)微生物研究中,但是在高等植物中,沒(méi)有進(jìn)行報(bào)道。針對(duì)有抗玉米小斑病菌的品種,通過(guò)此技術(shù)進(jìn)行選育,且在生產(chǎn)上,對(duì)于抗病的品種來(lái)說(shuō),可實(shí)現(xiàn)持久應(yīng)用,與抗病蟲基因穩(wěn)定遺傳有直接關(guān)系。
2.2 ? 原生質(zhì)體培養(yǎng)與細(xì)胞融合
在研究病毒侵染機(jī)制方面,原生質(zhì)體是非常重要的一個(gè)體系,能獲得相應(yīng)的成果。在植物原生質(zhì)體分離方面,由于充分應(yīng)用酶解技術(shù),突破了以往機(jī)械方法存在的不足之處。
3 ? 基因工程與植物保護(hù)
在植物保護(hù)研究中,將其在分子水平中進(jìn)入,在對(duì)各種病蟲問(wèn)題認(rèn)識(shí)方面,不再遵循傳統(tǒng)的生物學(xué)觀點(diǎn),與基因工程技術(shù)有聯(lián)系。從大多數(shù)人的角度來(lái)看,農(nóng)業(yè)分子育種是一個(gè)夢(mèng)想,如今也得以實(shí)現(xiàn),這給植物病蟲防治帶來(lái)了機(jī)遇。其中主要包括以下層次的生物工程技術(shù)。在受體方面,抗病和抗蟲以及雜草基因供體總DNA片段導(dǎo)入。分離出目的基因?qū)⑵鋵?dǎo)入受體植物中,其中還需要經(jīng)過(guò)重組,進(jìn)而培育新的品種,而且此新種還是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的,可獲得良好的進(jìn)展。在轉(zhuǎn)化中,CaMV作為基因啟動(dòng)子,充分地發(fā)揮出自身的作用[5]。
3.1 ? 目的基因分離或合成
要想獲得理想型的基因植株,一定要注重目的基因,這是非常重要的,能起到?jīng)Q定作用,事實(shí)證明植物與病蟲害兩者之間是有一定的關(guān)系,此關(guān)系為對(duì)應(yīng)基因關(guān)系?;诖?,將天然資源作為挖掘的對(duì)象,或者是加大分析力度,全面地進(jìn)行分析,分析病蟲害的毒性,進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)際轉(zhuǎn)化,其實(shí)這也是轉(zhuǎn)化的核心?,F(xiàn)已成功克隆了新疆西瓜花葉病毒和大豆花葉病毒等。在體內(nèi)合成目的基因方面,多聚酶連鎖反應(yīng)提供了便利的條件。
3.2 ? 基因轉(zhuǎn)化途徑
遺傳工程技術(shù)可充分利用限制性酶剪切,與連接酶連接能更好地實(shí)現(xiàn),使得目的基因聯(lián)系載體,將這兩者結(jié)合在一起,向生物受體細(xì)胞中轉(zhuǎn)移。在基因操作上,通過(guò)對(duì)花粉管通道和注射子房的研究,其方法多樣化,使植物能夠更好地生長(zhǎng)。
4 ? 抗蟲基因轉(zhuǎn)化的研究
將抗蟲和天敵結(jié)合在一起,在害蟲群體發(fā)展等方面起到控制的作用。對(duì)于抗蟲品種進(jìn)行分析,還能不斷提高天敵捕食能力,更好地維持平衡控制線。
在新時(shí)代背景下,抗蟲育種方面又做了新的工作,獲得良好的成果。能有效地控制水稻病蟲害的問(wèn)題,讓用藥的次數(shù)逐漸呈現(xiàn)出降低趨勢(shì),這對(duì)益蟲起到保護(hù)作用。但是在螟蟲品系大力推廣下,逐漸地蛻變其抗性,這也是害蟲生物型變化的主要原因?;诖?,對(duì)于抗蟲基因工程來(lái)說(shuō),不斷加快了育種的速度,對(duì)現(xiàn)有的昆蟲進(jìn)行分析,積極地研究蘇云金芽孢桿菌,這也是研究次數(shù)最多的,能更好地實(shí)現(xiàn)水稻轉(zhuǎn)化,獲得基因植株,還可以抗蟲,并穩(wěn)定遺傳。在分子生物學(xué)研究方面,注重活性位點(diǎn)能,清楚在蛋白N端被昆蟲腸堿性水解酶活化,便于下一步的研究,還需要進(jìn)行開發(fā)和利用,推動(dòng)商品化生產(chǎn)。核酸雜交手段是非常重要的,能迅速地檢驗(yàn)病毒,具有一定靈敏度和專一性。生物工程技術(shù)為進(jìn)一步推進(jìn)抗蟲性和毒素基因應(yīng)用的發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用。
5 ? 結(jié)束語(yǔ)
在當(dāng)今社會(huì),隨著技術(shù)不斷地發(fā)展,也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,使其植物保護(hù)工作不斷進(jìn)步。在植物保護(hù)中,通過(guò)運(yùn)用生物工程技術(shù),可有效防治植物病蟲害,并建立相應(yīng)的系統(tǒng)工程,研究其中存在的問(wèn)題,進(jìn)一步推動(dòng)生物工程技術(shù)更好地發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:梁志玲(1972—),女,漢族,廣東順德人,本科,助理工程師,研究方向?yàn)樯锕こ獭?/p>
通信作者:李凱兵(1972—),男,漢族,內(nèi)蒙古涼城人,本科,高級(jí)農(nóng)藝師,研究方向?yàn)橹参餀z疫。