转基因生物技术的应用范文

导语：如何才能写好一篇转基因生物技术的应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】转基因技术；转基因植物；转基因生物

转基因技术是首先在体外进行基因操作，然后转入受体细胞表达。外源基因在受体细胞中的表达可进行人为调控，克服了生物物种之间生殖隔离的自然屏障，可按照人们的意志创造出自然界中原来并不存在的新的生物功能和类型。

1转基因植物

转基因作物的研究规模已达到了空前的水平。自1983年世界上第一例转基因抗病毒植物诞生以来，转基因作物的研制、中间试验、田间释放和商业化种植得到了迅速的发展，到1997年底，转基因植物已达几百种；转基因作物于1986年在美国和法国首次进入大田试验，到1997年底全世界转基因作物的田间试验已达25000多例；1994年，美国批准了转基因延熟番茄的商业化生产，到1997年底，全世界共有51种转基因植物产品被正式投入商品化生产。

转基因作物的种植面积正在迅速扩大。全世界转基因作物的种植面积在1995年仅为1.2×106hm2，1996年为2.84×106hm2，1997年为1.25×107hm2，1998年为2.78×107hm2，1999年增至3.99×107hm2.2000年进一步增至4.42×107hm2，2001年已达5.26×107hm2。2001年全球转基因作物按作物种类统计为：大豆占46%，棉花占20%，油菜占11%，玉米占7%；按国家统计：美国占70%（面积，下同）、阿根廷占22%、加拿大占6%、中国占1%～3%，上述4国占全球转基因作物种植面积的99%；按目标性状分类：抗除草剂转基因作物占77%，抗虫转基因作物占15%.据统计，1999年美国转基因大豆、棉花和玉米的种植面积，分别占该国相应作物种植面积的55%、50%和30%.

转基因作物具有巨大的经济效益，1997年美国转基因抗虫棉种植面积为1×106hm2，平均增产70%，每公顷抗虫棉可增加净收益83美元，直接经济效益近1亿美元；1998年美国种植转基因抗虫玉米达5×106hm2，平均增产9%，其净收益为68.1美元/hm2，可产生直接经济效益3.4亿美元。1995年全球转基因作物的销售额仅为0.75亿美元，1998年达到12亿美元～15亿美元，2000年已达30亿美元，5年间增加了40倍。预计2005年将达60亿美元，2010年将达到200亿美元。

2植物用转基因微生物

自上世纪80年代以来，重组农业微生物工程研究取得了突破性进展，其中新型重组固氮微生物研究已进入田间试验，一些杀虫、防病遗传工程微生物进入田间试验或商业化生产。防冻害基因工程菌株已于1987年进入田间试验，防治果树根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亚和美国获准登记，目前已在澳大利亚、美国、加拿大和西欧一些国家销售，这是世界上首例商品化生产的植病生防基因工程细菌制剂。具有杀虫活性的转B.t基因工程细菌，自1991年起已有多个产品进入市场。在高铵条件下仍保持良好固氮能力的耐铵工程菌株，也进入田间试验。

3转基因动物

转基因动物主要应用于以下几个方面：改良动物品种和生产性能；生产人药用蛋白和营养保健蛋白；生产人用器官移植的异种供体；建立疾病和药物筛选模型；生产新型生物材料等。1998年全球动物生物技术产品总销售额约为6.2亿美元，预计2010年总销售额将达到110亿美元，其中75亿美元是转基因动物产品。

4兽用基因工程生物制品

兽用基因工程生物制品是指利用重组DNA技术生产的兽用免疫制剂。主要包括：单克隆抗体等诊断试剂，目前国内外正在研究、开发或已应用的单克隆抗体诊断试剂已达1000多种；基因工程疫苗，已有44例获准进行商品化生产，其中重组亚单位疫苗30例，基因缺失活疫苗12例，基因重组活疫苗2例。此外，还有DNA疫苗和兽用基因植物源生物制品等。

5转基因水生生物

迄今为止，全世界研究的转基因水生生物达20余种，已有8种进入中间试验，其中我国有一种两例，仅有大西洋鲑1种可能已开始小规模商品化生产。

6我国农业转基因生物研发现状与产业化概况

我国转基因植物的研究开发始于20世纪80年代，1986年启动的863高新技术计划起到了关键性的导向、带动和辐射作用。据1996年统计，国内正在研究和开发的转基因植物约47种，涉及各类基因103种。1997年～1999年，有26例转基因植物获准进行商业化生产。按转基因性状分：抗虫16例，抗病毒9例，改良品质1例。按作物划分：棉16例，番茄5例，甜椒4例，矮牵牛1例。

转基因抗虫棉是国内植物基因工程应用于农业生产的第一个成功范例，使我国成为继美国之后独立研制成抗虫棉，并具有自主知识产权的第二个国家。1998年～2001年4年累计种植逾1.3×106hm2，减少农药使用量70%以上，产生了巨大的社会、经济和生态效益。由于其伞形辐射的带动作用，抗虫转基因水稻、玉米、杨树等一批后继转基因产品正在进行田间试验，蓄势待发。转基因技术将使农业产业发生深刻的结构变化，向农业与医药、农业与食品、农业与加工结合的方向发展。

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关键词：生物技术；负面影响；解决对策

一、生物技术概述

生物技术，通常又被称为生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人们生产出所需的产品或达到某种目的。在这里所谓的先进的工程技术手段主要是指基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及蛋自质工程五大方面。自20世纪后半叶以来，生物技术发展迅猛，生物技术的深入广泛应用不仅在一定程度上改变了人们的日常生活，它不仅提高了人们的生活质量，也改善了人们生命的质量，更是人类在认识生命本质的问题上取得了更高的成就，给人类新的福音，然而，任何事物都不能片面的看待，它都具有两面性，生物技术在造福人类生活的同时，也带来了大量破坏生态系统和冲击现有社会秩序的棘手问题。

二、生物技术带来的负面影响

任何一项科学技术都有其两面性，在给人类带来福祉的同时也伴随着一些问题，这些问题的出现有些是隐性的，有些是显性的，有些是目前无法解决的，有些则是可以控制的。生物技术也是如此。它为解决食品短缺、资源和能源匾乏、环境污染、人类的生存与健康、等重大问题带来了新的希望。与此同时，在生物技术的应用中也带来了危害生态环境，人体健康等一系列问题。

1、转基因技术的潜在威胁

（1）转基因作物对生态系统的破坏

转基因作物对于地球生态系统是一种全新的生物，在“适者生存的”的生物进化过程中，它的出现必然会改变生物之间的竞争关系，这将会淘汰一部分原始物种，导致部分生物面临灭种的危机和生态的失衡，从而破坏了生物的多样性。此外，许多转基因生物都含有某种特定基因，这种基因会产生一种对昆虫有害的蛋白质。如果大面积长时间使用这种转基因生物，可能会使害虫产生一定的抗药性，使转基因作物的抗虫性大大降低。此外，在自然生态环境下，一些转基因作物可能会与生长在周围的野生近缘品种通过花粉传播等方式进行杂交，从而将自身携带的外源基因传给野生品种，这将严重扰乱生态系统的平衡。转基因技术还引发基因污染，这种污染不同于化学污染，它在适合的环境条件下可以大范围传播并长久存在。基因污染是通过花粉风扬等方式来扩散的，这种方式是不可控的，造成的后果也是无法预估和挽回的。基因污染世界上唯一一种可以随着生物不断繁衍，扩散却又难以清除的污染。因此这种污染对于生态系统和生态环境的破坏性更大。

（2）转基因食物对人体健康的威胁

尽管转基因食物在某些方面具有较高的营养价值，但是获取这种高营养价值的代价可能会是使食品本身产生大量毒性分子以及抗营养分子，如果处理不当就会使转基因食物具有比其它同类食物更高的毒素含量，对人体造成严重的生理影响甚至死亡。这种毒性还会间接表现在降低人体免疫力，使人体产生过敏反应，人本身抗药性的增强上。转基因生物及其附属产品在一定程度上会降低动物甚至人类的免疫能力，进而对动物及人类的健康安全和生存能力产生严重影响。如英国科学家在实验中让小白鼠食用转基因大豆，小白鼠体重减轻，身体内器官生长出现异常，自身免疫系统遭到严重破坏。同时，转基因食品还可能会引起食用者或接触者产生过敏性反应。转基因作物中的某种外源基因会使该种转基因作物产生新的蛋白质，而这种蛋白质是人类在正常自然进化中无法生成的，它可能就会破坏人类正常的免疫系统甚至诱发或者增加变应原性风险，从而导致过敏性反应的出现。此外科学家在一味提高转基因食品中某种营养成分后，可能会破坏整个食物的营养成分，从而打破食物本身的营养平衡，导致人体摄入营养的不均衡，影响人体内在生理机制。

2、克隆技术的负面效应

就目前来看克隆技术还不是特别成熟，克隆动物的成功率低，死亡率高，这都是技术不成熟的表现。但如果运用得当克隆技术还是可以在某种程度上极大的造福人类。如克隆技术可以更好地帮助人类了解生物的生长发育机制，完善生物的基因图谱这样我们就可以更好的阻止人类衰老，治愈一些目前人类无法完全治愈的疾病，有效防止大范围传染病的爆发，还可以培育更优良的农作物和家畜品种。但是，如果克隆技术应用于人类的繁衍问题上，那将会给人类带来巨大的生存和发展问题。首先，克隆人的出现将会对现有人的社会关系、家庭结构带来巨大冲击，从而产生严重的伦理问题。其次，克隆人的出现，由于其身份难以认定，这就会使人伦关系发生模糊、混乱甚至颠倒，从而对传统的家庭观念、权利观和义务观造成强烈冲击。最后，克隆人会因自己的特殊存在，在社会和家庭中扮演的特殊角色而出现心理问题，产生心理缺陷，就会导致一系列新的社会问题的出现。

3、基因武器的严重危害

任何一项新技术的出现都会很快的成为军事领域的宠儿。生物技术也不例外，基因技术作为生物技术的一个分支，它的开发受到了很多国家的追捧，一些军事大国甚至弃“禁止生物武器公约”于不顾，争先投入大量人力和资金来研发基因武器。基因武器是按照作战需要，通过基因重组技术改变细菌或病毒，使不可致病的成为可致病的，使可用疫苗或药物预防和救治的疾病变得难于预防和治疗，而制造出来的新型生物武器。人类由于种群的不同，其遗传基因也有所差异，根据遗传基因的不同将特定种群作为攻击目标是完全可以实现的。基因武器与传统武器装备相比具有巨大优势，一是杀伤威力极大，成本较低，二是使用方法简单，可以灵活应用于各种战术之中，三是，杀伤过程隐蔽，极难防御。但是基因武器对人类和生态环境造成的危害也不容小觑，基因武器给人带来的伤害不仅体现在身体上，更多的是给人的心理造成的伤害。它对生态环境也会带来不可预估的伤害，可能会导致某个物质的灭绝，对土壤伤害的不可逆，严重破坏生物链的循环，彻底打破生态平衡。

三、生物技术负面效应的解决对策

1、伦理道德的控制

生物技术的负面效应可以通过伦理道德手段来进行控制，运用的正确的道德评价和价值导向来引导和规范技术主体在技术的开发和应用过程中对于技术开发的可能性，并且要考虑其目的和结果的正确性。通过社会道德标准来约束和规范技术行为，协调好技术发展与人类发展间的伦理关系。我们应该提高技术研发者（即科学家）的道德责任意识，在以追逐经济利益为主要目标的当代社会，科学家在为某个组织或机构谋求利益的同时，要以追求真理为目标，具有科学精神，不能因为眼前利益的诱惑而放弃科学研究的崇高性。如果一个科学家明明知道某项科学技术的使用会严重危及人类的生命安全，那么他就应该及时遏止该项技术的研发与应用。归根到底，不论科学研究还是某项技术的的社会应用，都是在社会中进行的，而这一舞台是由各国政府搭建并主导的，因此政府必须规范科技的应用，并建立起一套普遍适用的伦理道德规范。

2、法律的制约

伦理道德规范只能从人性的层面来控制生物技术所带来的不良影响，不被有强制性，无法完全约束生物技术的滥用。此时，法律的制定就显得尤为重要，我们需要通过更为理性的方式从形式和价值对生物技术进步产生的负面效应来进行有效抑制。法律作为一种价值理性，它对科学技术的非理性和非人道利益因素的抑制，对技术理性的过度强调而导致人和社会生活的技术化的矫正具有其他方式无法替代的作用。因为法律的客观性已经使飞速发展的现代生物技术产生了一定的依赖性。也正是因为法律的客观性使它成为应对和防范社会危害行为最为有效的规范。这一点就决定了法律的介入会有效地遏制生物技术的滥用行为，充分有效克服生物技术在研发和使用阶段所产生的不良后果的负面效应。首先，就必须要重视法律所应当具有的作用。各国政府应该积极制定相应法律来规范现代生物技术产生的负面效应，通过具体法律手段来约束科学家和某些利益集团的行为。其次，在立法的过程中要严格遵守科学立法的原则，不能脱离实际，盲目立法。法律是促进科学技术健康发展的推动力，是保障社会和谐稳定的有力支撑。最后，法律生效之后要具有执行力，不能是空架子，对于违法行为，违法个人和违法集体要有相应的惩罚措施，真正使法律条文落到实处。

3、社会公众的监督

任何一项问题的解决都离不开社会公众的参与，要正确处理生物技术所带来的一系列负面效应也是如此。首先，我们要扩大社会公众参与的方式途径。在生物产品问世后，针对其带来的问题，政府的监管责无旁贷，对于问题的解决应该让社会大众充分参与，举行听证会，邀请社会各界人士来讨论对策，也可以开通网上通道，增加社会大众的发声途径，集思广益，不能应为只是单纯追逐资本利益而忽视公众的利益。其次，社会公众因该提高自我权利意识，培养风险认识，不能只是看到眼前技术所带来的好处，要看到新技术带来好处的另一面，不能盲目追求经济利益，而不考虑可持续发展。最后，应该完善社会公众监督机制。社会公众的参与是必要的，监督的机制却是必须的。监督机制的制定可以更好的规范技术的合理应用，使技术可以创造更大的社会效益，更好地造福人类。生物技术的正确合理应用将会为生态环境的改善，人类未来的健康发展提供更加有力的保障。

参考文献：

[1]熊嫣.生物技术对社会的负面影响与思考[J].生命科学仪器.2012

[2]刘长秋、谭家宝.论生物技术进步的负面效应及其法律对策[J]科技管理研究.2008

[3]钱迎倩.转基因作物的利弊分析[J]生物技术通报.1999

[4]邱仁宗.生命伦理学[M].中国人民大学出版社.2010

[5]宋思扬、楼士林.生物技术概论[M].科学出版社.2014

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关键词：农业育种 生物技术

我国农业生产的现状和发展趋势来看，仅仅利用传统的常规育种方法已经很难满足我国农业生产对作物新品种的要求，因而借助于农业生物技术与常规育种方法相结合的方式将会创造出更多的新种质，进而培育出更多高产、优质和多抗的新品种。作物生物技术育种所研究的主要内容涉及到在生物体内的细胞组织、染色体和基因等方面对其遗传基础进行改造和改良，以便获得具有更大增产潜力的作物新品种。

一、 常规育种与生物技术育种

常规育种技术是基于对种内和种间杂种优势的利用，很有限而且是依靠育种家的经验在田间和畜舍对动植物作表型选择；主要有杂交育种，单倍体育种，多倍体育种等。 而生物技术的强大之处在于能突破动物、植物、微生物之间的界限作基因的转移，这就极大地拓宽了种质资源和杂种优势的利用，而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作；可以大大提高育种的目标性和效率，缩短育种周期和减少工作量。

二、 生物技术育种取得的成就

迄今为止，国际上已成功地把有实用价值的基因如抗病毒、抗虫、抗除草剂，改变蛋白质组成、提高淀粉含量、雄性不育、改变花色和花形，延长保鲜期等的基因分别转人植物。农业生物技术育种的研究成果正在越来越多地应用于农业生产，深刻地影响着农业的生产方式和效益。据美国农业部（USDA）1996年对美国50年来畜牧生产中各种科学技术所起作用的总结，品种改良的作用居各项技术之首。1996年亚拉巴马州3/4以上的棉花是抗虫害的遗传工程棉花。另外在玉米育种研究领域，玉米育种专家和分子生物学家携手，共同致力于玉米新品种的研究与开发。认识到相互的合作才是发展现代生物技术和现代农业的正确道路，科学家们已经通过应用分子标记手段找到了我国玉米自交系的主要类群，并成功地绘制了我国第一张玉米分子标记连锁图谱，选育出了抗虫转基因玉米品种，并已走出了实验室进入了国家区试，有望在未来的几年得到推广应用。克隆技术在玉米育种上也已启动，克隆玉米部分优良基因的工作进展顺利，并取得初步成效。分子标记辅助选择技术也开始进入育种程序。在未来的育种领域，不管何类作物，都将不可避免的广泛地使用生物技术。而生物技术也将在未来的农业生产的各领域彰显其不可替代的卓越的增产潜能。

三、 生物技术育种的不足之处

然而，由于生物技术其自身的复杂性和高技术性，人类对其认识的局限性，转基因作物类品种的应用将有可能造成对农业生产环境和人类自身的伤害。在欧美等发达国家的一些科学家们也对转基因作物及产品与生物制品的广泛应用提出了疑虑和非议，出于对人类自身和生态环境的安全考虑这些疑虑和非议也不无道理，我们应当充分估计转基因类作物对人类和有益生物可能带来的不良变异和严重的生态污染。因而，我们在研究和应用转基因作物类品种时，应充分的考虑转基因作物自身的安全性，转基因作物及其产品对人与有益生物的安全性保障问题，转基因技术与传统育种技术的有机结合，改良和克服转基因技术的不利因素，建立和完善转基因技术产品的安全标准和安全评价体系，保障粮食生产安全。

四、 我国生物技术育种的发展

我国植物基因工程技术将在两个方面有明显的发展。第一，转基因的技术将会有新的突破。80年代初，最早利用一种叫土壤农杆菌的微生物作为载体将目的基因转入受体。这种细菌只能侵染大部分双子叶植物和少数单子叶植物，因而使农作物的基因工程受到很大限制。80索转化农作物的新方法，其中包括使用电击法、微弹射击法、PEG法和其它一些直接将DNA导入受体的方法。今后这些新技术将不断完善，同时还会有一些新的基因导入技术出现。第二，分离基因的技术将会有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物体质量性状的单基因，即只要转入一个基因就能获得所需要的目标性状，例如抗病毒特性、抗虫特性和抗除草剂特性等。从分离单基因到成功地分离出多基因，其技术要求会更严格，这将是今后植物基因工程有待突破的一个重要方面。除此之外，我国农业分子育种经过20多年的艰苦探索之后，已经形成了比较完善的技术体系，培育了一大批新种质和新品种。这项探索性研究始于1974年，其理论依据就是DN段杂交假说，即在远缘生物间的杂交种中，细胞内的异源染色体在减数分裂中不可能进行正常配对，但异源染色体在受体细胞内一旦被裂解之后所产生的DN段有可能随其同源DNA顺序进入受体染色体，由此会使受体所产生的子代群体发生某些遗传性变异。目前，我国农作物分子育种在外源DNA（基因）导入受体的技术上已日趋完善，其中包括授粉后花粉管通道技术、幼穗穗茎注射技术、种子胚浸泡技术和茎端DNA枪击技术等。在水稻、普通小麦、棉花和大豆等主要作物上均已获得了一大批转基因新种质和新品种（品系），这些新品种（系）在生产上的增产效益非常明显。

现代生物技术在农业上的广泛应用将作为生物技术的“第二次浪潮”在下一个世纪全面展开，这将给农业生产带来新的飞跃。当今生命科学发展的一个主流方向就是进一步阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能。作物生物技术育种在今后一个时期内的研究重点就是研究与农作物产量、品质和抗性等有关的基因结构、功能及其应用。随着研究的不断深入，生物体内部的许多奥秘将被揭开，生物体生长发育和繁殖的一些机理将被掌握。

参考文献：

[1]刘后利，农作物品质育种，湖北科学技术出版社，2001.

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关键词：植物；生物技术；应用

始于20世纪中叶的新技术革命，可称为第三次技术革命。它是在20世纪自然科学理论最新突破的基础上产生的，包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术等。近20年现代生物技术在环境保护及食品工业、医药卫生、农林牧渔等领域示了广阔的发展前景。植物生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植，也为社会生产带来了新一轮的革命。

一、植物生物技术的发展现状

随着植物生物技术的发展，转基因作物的种植面积不断扩大，我国主要是黄豆、玉米、棉花、油菜4种转基因作物，约占全球转基因作物栽培面积的99%，其中抗除草剂黄豆占63%，抗虫玉米占19%，抗虫棉花占13%，转基因油菜占5%。其他还有抗病毒南瓜、番木瓜、抗虫土豆、水稻和甜菜等。各国加大转基因植物研究开发，取得了重大突破，进入田间试验的转基因，作物已超过500多种。中国等发展中国家是采用转基因作物最迅速的国家，我国于80年代初期后开始启动，在基因组研究和转基因技术等重要关键技术方面取得了一系列重大突破。

二、植物生物技术的应用

1、植物雄性不育及杂种优势

自从孟德尔发现遗传规律，杂交优势被揭示之后，利用植物基因工程的原理和方法，进行栽培作物的遗传育种和新物种的创造。当前，已创造了一批不育系，并生产上得以应用，最典型的例子是油菜和烟草不育系培育。

2、植物抗逆性研究

2.1抗除草剂作物。全世界目前约有2000多个品种的除草剂。除草剂的使用有着自身难以克服的局限性，如很多除草剂无法区别庄稼和杂草，有些除草剂必须在野草生长前就施用，而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。因此，抗除草剂的转基因作物是最理想的途径。1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另有人把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物，从而保证宿主植物免受其害，该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。还有人用基因突变的方法改造除草剂作用底物特定位点上相应氨基酸残基，从而阻止除草剂与酶的结合及生物功能的发挥。抗除草剂的转基因植物将给农业生产，特别是大面积的机械化生产带来极大的方便。目前已商品化的转基因抗除草剂作物有大豆，玉米，棉花，油菜，向日葵。由于抗除草剂作物在选育过程中具有耗资少，周期短，见效快，无污染等特点，越来越受到人们的关注。

2.2抗昆虫作物。植物病虫害数目多达数百种，几乎所有作物在生长期内都会遭受到不同程度的危害。全世界因虫害所造成的粮食产量损失占14%左右。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫。一方面，全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上；另一方面，化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留，害虫的耐受性，环境污染等严重的问题。而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外，还具有成本低，保护全，特异性强等优点，成为当前研究的热点。1987年，比利时科学家首次成功地将Bt（Bacillusthuringiensis，Bt）毒蛋白基因导入烟草，美国用农杆菌介导法将Bt基因导入壳籽棉，育成世界上首例抗虫棉，棉铃虫危害率下降50%。

2.3抗真菌作物。自1986年首次报道提纯的菜豆几丁质酶具有抗真菌活性以来，已经相继从菜豆、水稻、烟草、油菜、马铃薯、小麦、玉米和甜菜等多种植物中克隆到了几丁质酶基因，对立枯丝菌等20多种真菌表现出体外抑菌活性。将几丁质酶等基因导入番茄、马铃薯、莴苣和甜菜，达到抗真菌的目的。

2.4抗重金属作物。由于人类活动，矿山的开采，工业化进程的加剧，空气，土壤，水体面临着越来越严重的重金污染，不但严重影响作物的产量和品质，更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代，提出植物修复，超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长，生物量低，植株矮小，因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性，增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。富集重金属的相关基因不断克隆，应用转基因技术提高植物对重金属的耐性已取得一些重要进展，一些转基因植物地上部分表现了较高的重金属离子富集量，并在污染土壤的生态恢复中进行了初步应用。

2.5抗病毒作物。传统的抗病毒作物，是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种，然而抗病植株常会转变为感病植株，而且作用范围较窄。目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。如1986年美国华盛顿大学已将烟草花叶病毒（TMV）的外壳蛋白基因转移到烟草、番茄中。除上述以外，我国还将黄瓜花叶病毒（CMV）卫星RNA基因转入烟草，番茄，黄瓜，马铃薯x病毒（PVX）的CP蛋白基因转入马铃薯等。其中烟草抗TMV工程植株已进入大田试验。

3、生物农药及生物控制

微生物农药具有对人畜安全，不破坏生态平衡，害虫不易产生抗性等优点，但也存在着药效速度慢，专一性强，受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种，创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。20世纪70年代末国外就把苏云金杆菌伴孢晶体毒素蛋白基因（BtICP基因）转移到大肠杆菌和枯草杆菌中，通过发酵工程进行工业化大量生产，降低了成本，提高了产量。目前已转到假单胞杆菌中，由于该菌对环境适应性强，土壤中广泛存在，可望成为更优良的细菌杀虫剂。我国对杂合毒素基因的广谱苏云金杆菌Bt新毒株的研究也在进行之中。

三、结语

综上所述，随着现代生物技术发展，植物生物技术将在社会生产和实践中的应用越来越广阔。相信不久的将来，随着我国现代生物技术的发展，我国的社会生产将获得突飞猛进的发展，将会迎来更加美好的未来。

参考文献

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【关键词】生物技术 粮油食品工业

生物技术又可称之为生物工程，主要包括分子生物学、微生物学、细胞生物学、生理学、免疫学、系统生物学等多种学科，并和计算机、化学等学科内容相互渗透成为一个比较综合的学科，主要包括基因工程、细胞工程、酶工程等技术，其中基因工程是其主要的核心技术，该种技术主要应用在农业、植物、医学、食品、动物等领域。应用现代生物技术可以按照人们的意愿创造出人们想要的物种，或者是具有全新的功能，或者是改造原有的功能使其更好的满足人们的需求。

一、生物技术在粮食生产中的应用

生物技术在粮食生产中的应用主要有以下几个方面：可以利用转基因技术获得产量更高，并有一定的抵御虫害的作物品种，获得营养价值更高的作物品种，此外，还可以利用细胞工程技术对植物进行无性繁殖，从而获得高产量的作物，利用生物技术可以制造出无毒生物农药从生产出更多的绿色产品。生物技术培育出的作物主要有三代，第一代是通过培育转基因作物可以提高农作物抗虫害的能力，目前种植面积比较多的是抗除草剂的农作物。第二代是通过转基因来提高农作物的营养价值为主要特征。第三代是通过转基因作物提高食品的免疫功能，即可以利用转基因的作物来生产一些具有新功能的食品以及药物。

二、生物技术在粮油加工中的应用

我国的粮油加工产品主要以初级产品为主，而在食品的精深加工方面比较落后，资源的深层次利用率比较低，而利用生物技术可以将产品原料加工成产品并实现产业化，通过对农产品的二次开发以此形成新的产品。利用生物技术可以快速的提高粮油加工的能力并提升水平，使我国的粮油加工生产能力能够得到跨越式的发展。

三、生物技术在食品加工中的应用

生物技术已经渗透到了食品加工的各个方面，利用基因工程可以有效的改良发酵工业中的微生物菌种，对食品加工原料进行改造，提高氨基酸在食品加工中的含量，此外，利用基因工程还可以改进其生产工艺，进一步提高食品的营养价值。利用蛋白质工程可以创造出人类需求的不同功能的蛋白质新产品，可以更改酶的特性。在食品工程中酶技术的应用比较成熟，在粮油食品加工中应用比较广泛的是酶制剂的应用，主要有酿造酶、蛋白酶、果品酶等。这些酶主要应用在果蔬加工，乳制品加工等方面。

四、生物技术与食品安全

生物技术在食品安全中的应用主要是转基因食品安全问题。任何物种在进化过程中都会经历自然选择或者是人工选择，他们能够幸存的物种都是这两种选择的结果，不过是自然选择还是人工选择其实质都是遗传变异选择，在物种进化中遗传是基础，变异一定会存在。任何物种都是在遗传的基础上经过进化发展而来的，对遗传变异进行人工选择就是常规育种，而转基因育种在本质上和常规育种并没有本质的区别，转基因的食品安全问题和其它新出现的技术一样，只是在人类科学进步进程中新出现的科学问题而已，应该对以抱有正确的态度，深入的对其进行研究和探讨。转基因技术作为发展最快的新技术，正对人们生活的各个方面产生巨大的影响。

五、生物技术与食品安全检测

食品安全越来越受到人们的关注，日常食品安全已成为人们生活的焦点，为了让人们吃到更为安全的食品，对食品安全检测技术的研究已经提上日程，而生物技术在食品安全检测中的应用，发挥了较大的推动作用，并取得了不错的效果。在当前的食品安全检测中比较广泛应用的生物技术有生物芯片、免疫技术等生物技术，通过这些生物技术的应用使得食品安全的检测更加方便快捷而且灵敏度也比较高，人们对食品安全也更加放心。

六、粮油深加工生物技术的进展

在粮油深加工方面，美国主要利用酶以及发酵工程来进行粮油资源的开发，同时还利用基因工程等生物技术来改良农作物的性能，改善农作物所含的营养价值。生物技术在粮油加工中的应用主要有以下几个方面，首先是利用生物技术进一步提高农作物的产量，并为农作物的生产寻找更好地的农业技术。通过新的生物技术的应用进一步改良农作物的品种，另外，还有利用农作物、农业废弃物和加工副产物生产工业制品，包括生物能源、生物材料等。

七、结语

生物技术在食品粮油领域，在食品生产、粮油食品加工以及副产品利用等方面都有重要的应用，随着基因组技术在农作物的成功实施以及深入开展，新一轮的农业技术革命将会展开。为此，要认识在粮油食品安全领域生物技术应用的重要性，并不断在粮油食品加工中引入生物技术，以更好的促进粮油食品加工行业的发展。

参考文献：

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农业生物技术的主要研究内容包括：增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要，发展最快。根据统计资料，到2000年，全世界转基因作物推广面积达4420万公顷，比1996年增长了25倍；种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广，达到了3030万公顷，占68％；其次为阿根廷，1000万公顷，占23％；加拿大300万公顷，占7％；我国为50万公顷，占1％。

根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：

——研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元，2005年60亿美元，2010年200亿美元；国际农业生物技术应用机构（ISAAA）的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。

——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构1992年对这一领域的投资为5．95亿美元，而1999年则达到15亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从1997年的12．37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。

据业内人士分析，促成公司并购的原因，一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合，而更重要的原因，则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业，小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场，与其它企业抗衡。

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一、生物技术应用引发的生物安全问题

生物技术可以分为以下几种主要技术:基因技术、细胞技术、酶技术、发酵技术和蛋白质技术。其中，基因技术是现代生物技术的核心，其他生物技术都是以基因技术为底座发展起来的[1](P.5)。基于此，本文探讨的生物技术主要是指基因技术，简单来讲，基因技术就是指重组DNA技术。(DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY＆NANOTECHNOLOGY－Regulation under environmental，health，and safety laws，OXFORDUNIVERSITY PRESS，p.5(2009)．)

20世纪80年代以来，随着人类大规模地开发生物资源，生物安全问题日益突出。生物安全问题有广义与狭义之分，广义的生物安全是指在一定的时间与空间范围内，由于自然或人类活动引起外来物种迁移，外来物种在定居、建群、繁衍、扩展的一连串过程中造成的对本土物种和生态系统的威胁、危害，使之衰退，甚至退化和灭绝;或者由于人为造成环境的剧烈变化，导致生态环境的破碎化、边缘化和退化，从而对生物多样性产生影响和威胁;或者任意盗用和掠夺生物资源，砍伐和捕捞过度，严重时会导致物种濒危或灭绝;或由于在科学研究、开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生活的有害影响。而狭义的生物安全问题主要是指通过基因工程技术所产生的转基因生物体及其产品的安全性问题，包括转基因生物体及其产品可能引起的生态环境问题、人体健康问题以及社会经济问题等。本文探讨的正是这种狭义的生物安全问题，即基因工程技术引起的生物安全。

转基因生物对人类健康、对自然生态环境和生物多样性等都会存在一些潜在的威胁，具体来讲，主要体现在以下几个方面:

第一，转基因生物对人类健康的安全性带来威胁。概括起来主要是:(1)毒性问题。人们对基因活动方式的了解还很不透彻，没有十足的把握能够有效控制基因调整后的结果，因此，人们普遍担心基因的突变演化可能导致有毒物质的产生。(2)过敏性反应问题。转基因作物因为引入外源性目的基因后，会使转基因生物带上新的遗传密码而产生一种新的蛋白质，这些新的蛋白质可能引起食用者或接触者出现过敏反应。(3)抗药性问题。抗生素抗性基因可能被转入人畜消化系统中的细菌体内，使其对抗生素药物的治疗产生抗性。(4)有益成分问题。有研究发现，外来基因会以一种人们目前还不了解的方式破坏食物中的有益成分，导致营养质量的下降。(5)免疫力问题。转基因生物及其产品可能降低动物乃至人类的免疫能力，从而对动物及人类的健康安全甚至生存能力产生影响[1](P.54)。

第二，转基因生物对自然生态环境存在潜在的风险。

转基因生物对环境的影响可能是直接的，也可能是间接的;可以是马上出现也可能是延迟出现的。这种风险具体体现在转基因生物的“基因污染”可能造成的生态风险。“基因污染”即基因工程作物中的转基因能通过花粉(风媒或虫媒)所进行的有性生殖过程扩散到其他同类作物上，在遗传学上称为“基因漂散”(gene flow)。而这种人工组合的基因通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分，在环境生物学上则称为“基因污染”。（注：南宁政务信息网:“浅析基因污染的概念及应对措施”，2005年6月1日。）例如，利用基因技术种植抗干旱、抗伏倒、高产量的玉米或者是抗干旱、抗虫害的棉花，但是由于没有对特殊基因物质进行有效的控制，其通过风媒或虫媒散播了，结果在玉米或棉花旁边长出了抗伏倒、抗干旱、抗虫害、高产量的杂草。这种杂草比其他植物在自然中散播和存活的时间长，因为转基因技术赋予了这种杂草与其他植物竞争的优势并可以侵占其他植物的领地[2](P.106)。（注：DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY＆NANOTECHNOLOGY－Regulation under environmental，health，and safety laws，OXFORD UNI-VERSITY PRESS，p.34(2009)．）这不仅增加了除草的难度，也给对农作物野生近缘种的利用造成困难或使其成为不可能。不仅如此，受基因漂散过程影响的植物，其从转基因中获得的性状因为是未经过自然选择过程的，其结果将会打破自然界的生态平衡，影响整个地球的生态系统。所以，“基因污染”对地球生态系统具有潜在危险，忽视这种危险，可能将重蹈工业革命对环境大规模破坏的覆辙，招致一场不可收拾的灾难。与其他形式的环境污染不同，植物和微生物的生长和繁殖可能使基因污染成为一种蔓延性的灾难，而更为可怕的是，基因污染是不可逆转的。从美国的“星联玉米事件”，加拿大的“转基因油菜超级杂草”，到墨西哥的“玉米基因污染事件”越来越多的事实表明“基因污染”的威胁不容忽视。（注：人民网转基因专题:“基因污染威胁中国生物安全”，2004年10月20日。）

第三，转基因技术对生物多样性的影响。主要体现在如下方面:

1.物种的引进和驯养问题。引进物种的原因可能是有意识的，有时也可能是偶然的错误。无意识的引进往往对生态环境造成很大的损害。物种的混杂使某些物种会损害当地的物种，改变生态系统和食物链。例如，滇池到20世纪80年代大部分水生植物相继消亡，存30余种，祸害就是一种外来的名叫凤眼莲的植物，它严重破坏了滇池水生系统的结构和功能，导致大量水生植物死亡。（注：参见“国家渔政部门表示我国欲建外来物种预警机http//www．legalinfo．gov．cn/gb/special/2003－01/15/content_10032．htm．）此外，有意识的引进物种行为也并不全都会结有益之果。有选择的驯养物种，也会破坏生物多样性，以法国为例，在19世纪，法国可以生产2 000多种苹果，但是后来由于农民有意识地选择市场更乐于接受的品种，今天法国的苹果品种只有10余种;此外，栽培与推广单一的高产品种，人工林品种单一化都影响到生物多样性的质和量，而生物多样性的减少，使得人们无法从中培养和驯化更好的生物品种，这必然会影响到人类未来的食物结构[3]。由此可见，物种的驯养和引进会影响生态平衡，改变生物多样性，从而影响人类的生存。

2.转基因品种的大量繁衍和克隆物种的危害。转基因技术大量的被应用于农业、医药和工业。在自然界种植转基因作物可能给野生生物带来灾难性的影响，而且移植的基因可以越过性别障碍，并将遗传特征转给一种临近的生物，因此，风险是广泛存在的。如通过基因改良培育活的有机体，在环境中能够潜在繁殖，一旦基因改良体成为一种严重的害虫，要将其消除将十分困难。然而，更另人担忧的是克隆技术。可以预见，自然界原有的优胜劣汰和进化过程将会因为这种技术的出现而受到影响，生态系统的自然演变因而增添了更多的干扰因素。毫无疑问，克隆技术增加了影响生物多样性的可能方式。转基因技术和克隆技术的进步，使得人类选择性繁衍物种的能力得到增强的同时，意味着生物界自我循环的能力将受到更大威胁。

在农业领域，如果对植物品种授予专利，为了实现垄断权，专利权人会对其研发的植物进行全面的控制，这将断绝他人改良植株的机会，因此，有可能导致植物基因退化，从而影响生物多样性。另外，大面积的单一种植使得整个农业建立在仅仅几十个物种的基因基础上;单一物种的次生林破坏了天然林丰富的遗传基因;选择多产的植物或家养动物取代利润较低的更接近野生的品种。这些生产方式势必会导致遗传基因的贫瘠，长期下去，也会严重影响人类自身的食物结构和发展需要。再者，利用基因技术恢复已经丧失的生物基因并将其重新引入环境，也有可能破坏生态平衡。在工业领域，大规模工业化带来的污染使得物种多样性的破坏加速，在科技发达的时代，城市化、人炸、沙漠化、湿地干涸等等因素甚至直接带来了物种的消失[4]。

目前，生物技术的应用对人类和环境影响的中期和短期影响已经越来越明显。但是生物技术的应用对人类和生态环境的长期影响还不具有确定性，特别是，生物多样性问题一直以来被不确定性严重困扰着。今天，我们仅仅粗略掌握了物种消失的速度，到下个世纪物种可能消失多少是不得而知的。物种的消失不同于其他的环境损害，因为一个物种消失后就永远消失了。而且生物多样性的大规模灭绝如果在目前得不到控制，将不仅使目前一半以上的物种遭到灭绝，而且使整个生物圈缺乏物种的时间至少达500万年，相当于人类出现以来的20倍时间[5](P.62)。

二、风险预防原则指导下生物技术专利的慎重保护

伴随着生物技术的发展以及人类对生物技术重要作用的认识，生物技术的法律保护问题越来越引起国际社会，特别是生物技术发展水平比较高的国家的关注。20世纪60年代至70年代末，国际社会通过了《保护植物新品种国际公约》和《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯公约》，以及欧洲国家缔结的具有重要影响的《欧洲专利公约》，这些立法对许多国家产生了很大影响。在这种影响下，国际生物技术保护形成了两类保护模式。第一类，双轨制保护，即专门法和专利法保护两种模式。第二类，单一制保护，即或采取专门法或采取专利法保护模式。

虽然形成了上述保护模式，但是，生物技术的专利保护问题一直以来都是国际社会有争议的问题之一，也是WTO乌拉圭回合谈判过程中的一项议题，不仅发达国家与发展中国家存在巨大分歧，而且发达国家之间也存在许多争议。各国对生物技术专利保护的差异，不仅和各国专利制度的历史、经济政策以及技术发展特别是生物技术发展的水平相适应，也反映了各国对生物技术专利的接受程度。

目前，我国对生物技术的专利保护完全达到WTO《与贸易有关的知识产权协议》的要求，而且对可授予专利的生物技术的范围也是比较宽泛的，基本上和发达国家一致。但是，我国专利法忽视了生物技术对生态环境的影响，忽视了生物安全问题;另外，我国专利法也没有将对生态环境的影响作为专利审查的内容和标准，这不符合可持续发展战略和环境保护一体化的要求。实际上，对生物技术可能给生态环境带来的损害，有关部门已经予以了重视，例如，我国农业部颁布实施的《植物新品种保护条例实施细则》规定:对危害公共利益、生态环境的新品种不授予品种权。这一规定实际上就是将对生态环境带来损害的生物技术排除在法律保护之外。这一点，部门立法反倒走在了前面。

笔者认为，我国对生物技术进行专利保护时应当采取慎重的态度，应该在风险预防原则的指导下对其决定是否予以保护，这不仅将对维护生物安全具有重要意义，同时，也可以作为限制外国生物技术专利的合法、有效的手段。

风险预防原则(precautionary principle)在理论上对其有不同的解释，一种解释是:“风险预防原则也称风险防范原则、防备原则、谨慎原则，是指如果对某种活动可能导致对环境有害的后果存在着很大的怀疑(strong sus-picion)最好在该后果发生之前不太迟的时候采取行动[6](P.89)。国内学者都按《里约宣言》的规定，将其解释为:“为了保护环境，各国应按照本国的能力，广泛适用预防措施，遇有严重或不可逆转损害的威胁时，不得以缺乏科学充分确实证据为理由，延迟采取符合成本效益的措施防止环境恶化。”以上解释都表明这样一个基本精神:当遇有严重或不可逆转的威胁时，不得以缺乏科学上的证据为由，推迟或拒绝采取行动保护环境。

风险预防原则立法兴起于20世界80年代，其最初是德国在20世纪60年代提出的，随后被一系列保护海洋的国际文件所采纳。风险预防原则在国际环境法律文件中，例如，《生物多样性公约》以及《卡塔赫拉生物安全议定书》中都得到了肯定。同时，该原则在其他一些国家和地区也明确得到了承认，例如，非洲《关于生物技术安全示范法》中明确规定了严格的事先预防原则。（注：Edited by LUC BODIGUEL and MICHAEL CARDWELL:The Regulation of Genetically Modified Organisms:Comparative Approaches，OXFORD university press，p.2(2001)．）

促使风险预防原则进入现代环境法的一个重要原因，是包括生态危机在内“环境风险”等问题的出现。科学技术的迅猛发展，一方面为人类解决环境或生物安全提供了有力的技术支持;另一方面，也带来了新的不确定性，如有毒化学品、转基因产品释放等导致的环境风险和生物风险。对这类风险目前在科学上没有一个清楚、确定的认识，如果因此拒绝采取任何预防性措施，一旦危害后果出现，则不可逆转。为了应对这些以不确定性为特征的环境风险或生物风险，遵循“风险预防原则”无疑是决策者的理智选择。尤其在生物安全方面，由于现代生物技术、转基因生物体等所导致的生态不安全风险很难得到科学确定性的证明，因而对生态风险更需要适用“风险预防原则”，采取防御性的措施和行动[6](P.89)。

在风险预防原则进入现代环境法以前，如果一种活动或者物质在被证明是危险之前则被假定是安全的，而风险预防原则转变了这种假定，当一种活动或物质不能证明是安全的以前，则被假定是危险的。风险防范原则在环境保护中的运用改变了原来环境法在面临不确定性时采取等待态度的做法，这反映了生态环境保护理念的转变。

我国引入风险预防原则决定于是否对生物技术予以专利保护具有必要性。如前所述，生物技术对人类健康、对自然生态环境和生物多样性等都会存在一些潜在的威胁，一旦这些威胁转化为现实，其后果往往非常严重，甚至是不可逆转的。为了防止这些威胁而导致的生物安全问题的出现，我国有必要引入风险预防原则。正如欧盟委员会一直坚持，由于科学证据无法充分证明部分创新性技术的安全性，因此该新技术即具有风险;因此，决策者在制定政策决定时，除应考虑该风险所可能引起之疑虑外，还应通过预防性措施将该风险消除或降至可接受的程度之内;这种不待相关科学知识之发展而先行采取措施的决定，即属“预防性策略”[7](P.89)。

除去必要性考虑之外，我国引入风险预防原则还取决于对生物技术予以专利保护是否可行。对于生物技术的安全问题，《与贸易有关的知识产权协议》第27条赋予成员国自行采取措施对威胁公共健康、生命或环境的发明可以拒绝授予专利的权利，也赋予了成员国以国内法控制生物技术风险的责任。根据该规定，从我国的国情出发，为维护我国利益，面对生物技术可能引发的生物安全，我国完全有权利将可能损害生态环境的生物技术排除在专利保护之外。

引入风险预防原则对生物技术予以专利保护的具体做法是:(1)修改现行专利法补充规定对可能造成环境损害的生物技术专利不授予专利权。(2)修改专利法补充关于“对已经授予专利权的生物技术规定可以通过无效宣告程序宣告其无效”的规定。在专利法中引入风险预防原则对于维护生态安全具有重要意义，环境问题的解决仅仅依靠环境法是不能完成的，在专利法中引入风险预防原则对于维护生态安全具有重要意义，通过各个法律部门的相互合作与协调，这样才能够实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。

注释:

[1]刘长秋等著:《基因技术法研究》，法律出版社2005年版。

[2]唐安帮主编《中国知识产权保护前言问题与WTO知识产权协议》，法律出版社2004年版。

[3]张金屯著:“论生物多样性保护与可持续发展”，载《经济地理》1999年19卷第2期。

[4]汪惠敏:“科技和法律在生物多样性保护中的互动关系”，载《生物法律》2004年第2期。

[5]唐双娥著:《环境法风险防范原则研究－法律与科学的对话》，高等教育出版社2004年版。

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论文摘要：随着世界人口的增长，农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问，生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲，生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境，但在实践中，生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。

一、生物技术给农业发展带来机遇

广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。

生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。

生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。

二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。新晨

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生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。

生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。

生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。

在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。

生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。

同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。

二、生物技术带来的不利

从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。

生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。

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关键词：畜牧；生物技术；应用

中图分类号：S8-1 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2016）02-0046-01

生物技术也称为生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的的一门学科。

近年来，现代生物技术领域的研究和开发，取得了显著的成绩。目前，大量与人类健康和动物健康密切相关的基因都已得到克隆和表达，诸如胰岛素、生长激素、细胞因子、及多种单克隆抗体等基因工程药物已正式生产，并应用于实践。现代生物技术在畜牧兽医生产方面发挥了十分重要的作用。

1 现代生物技术的发展趋势

现代生物技术已在农业、医药、轻工业、食品、环保、海洋、和能源等许多方面得到广泛地应用，同时医药生物技术、农业生物技术等一些新型产业正在迅速兴起。现代生物技术的发展趋势主要体现在下列几个方面[1]。

（1）基因操作技术日新月异，不断完善。

（2）转基因植物和动物取得重大突破。现代生物技术给农业和畜牧业带来新的飞跃。

（3）阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个主流方向。

（4）蛋白质工程是基因工程的发展，它将分子生物学、结构生物学、计算机技术结合起来，形成了一门高度综合的学科。

（5）国际上信息技术的飞速发展渗透到生命科学领域中，形成了引人注目、用途广泛的生物信息学。

2 现代生物技术在畜牧生产上的应用

2.1 转基因动物

要改善家畜和家禽的遗传性能，如产奶量、产毛品质、增重快慢、产蛋频率等，人们往往需要多代杂交选择，最后培育出高产的动物品种。这种传统的育种方法尽管费时而且费用昂贵，效果也很好。然而这种方法的不足之处是一旦育成了一个较好的品种，再想要通过杂交引入其他新的遗传性状就非常困难。因为带有有益遗传性状的品种可能同时也携带有一些有害基因。因此，又需要重新进行多带杂交和严格选择。

随着现代生物技术的发展，传统的杂交选择法的各种缺陷就日益明显，而现代分子育种技术却显示出越来越强大的生命力。通过运用DNA导入细胞的技术，结合从细胞中分离出细胞核到去核卵母细胞中的核移植方法，把单个有功能的基因或基因簇插入到高等生物的染色体中去，并在其中表达。完成这项工作需要采取以下几个步骤：①将克隆的外源基因注射到一个受精卵的细胞核中；②接种后的受精卵移植到雌性受体的子宫，使其顺利完成胚胎发育；③移植后的受精卵生长发育为后代，其中的部分后代其细胞中都携带有转入的外源基因；④利用这些能产生外源蛋白的动物作为种畜或种禽，培育新的纯合系。举例来说，如果转入的外源基因其编码产物具有促进生长的功能，那么携带了这一基因的动物就有可能生长得快，饲料报酬一旦提高，就会大大降低生产成本。人们把转入了外源基因的动物称为转基因动物，其导入的基因成为转入基因[2]。

完整的动物模型可以模拟人类疾病的起始和发展，并为测试各种可能的治疗方案提供了一个有效的系统。利用转基因动物科学家们已建立起各种人类遗传病的鼠模型。在育种方面，利用转基因技术可以研究出高产奶牛，可以让羊产出具有人奶性质的高营养的羊奶，还可以研究出具有抗病能力的品系来等。

2.2 克隆动物

克隆动物是指不经过生殖细胞而直接由体细胞获得新的个体。1997年2月23日，世界上第一只来源于体细胞的、通过克隆方式获得的克隆羊――多莉诞生了。英国科学家们先从一头六岁的芬兰母羊的乳腺中取出一个细胞，并在体外繁殖成为一个细胞系。从用药物刺激大量排卵的苏格兰黑面母羊体内取出卵细胞，移出卵细胞的细胞核，并将样乳腺细胞与无核的卵细胞融合，并开始增殖。将移核后开始发育的卵细胞植入第三头母羊（即代孕母羊）的子宫，最终产下发育完全的羔羊，这就是闻名全世界的克隆羊多莉[1]。

从实际应用角度上讲，克隆动物技术的成熟对于动物资源的种质保存，尽可能多地保存生物圈内的生物多样性具有重要意义。克隆动物对培育优良物种也有重要意义。人们认为，克隆动物至少可以从生产移植器官、培育优良畜禽品种、利用动物作为生物反应器、生产药物和提供实验动物等几个方面造福于人类。

3 小结

现代生物技术在近二十年的发展中受到了全世界的普遍关注，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛；另一方面是由于现代生物技术具有其他技术所无法比拟的优越性，即可持续发展。面对人口膨胀、资源枯竭、环境污染……等一系列直接关系到整个人类生死存亡的严重问题，人们越来越深切地认识到了发展具有可持续发展的新技术、新产业的必要性和紧迫性。由于生物技术是以生物（动物、植物、微生物、培养细胞等）为原料生产的，因此其原料具有再生性，同时利用生物技术系统生产产品产生的污染也很少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染。鉴于生物技术产业的以上特点，清洁、经济的生物技术必然在二十一世纪获得更大的发展[2]。

参考文献：