| |
| |
| |
| 文章出处：中国论文下载中心 发布时间：2005-11-11 |
为了培育高质量蛋白的作物品种，科学家们正在加紧研究蛋白质品质基因工程。我们知道，蛋白质是由氨基酸组成的。氨基酸有20余种，营养上又可分为必需氨基酸和非必需氨基酸两种。对于人类来说，赖氨酸。色氨酸等8种为必需氨基酸，因为人体需要它，但本身又不能合成它。各种食物所含必需氨基酸的种类和数量常不相同，这是决定食物营养价值的主要因素。食物中所含必需氨基酸的种类和数量愈多，愈接近人体蛋白质中氨基酸的成分比例，则愈容易被吸收，营养价值也愈高。美国科学家已经分离出营养价值较高的豆科作物蛋白质基因，并使其在土豆中表达，培育出了蛋白含量极丰富的“肉土豆”。联邦德国科学家采用类似的方法培育出了生产新蛋白质的烟草。随着研究的深入，将会有更多的作物获得高品种蛋白基因。人类生存所需要的高质量蛋白的来源将更加丰富，人类的饮食结构将会大为改善。
在培育新品种方面，细胞融合与微繁殖技术将大显身手。美国科学家用细胞融合的方法，培育出了“番茄薯”。英国通过山羊和绵羊受精卵融合，培育出了异属间的杂种动物一“绵山羊”。细胞和组织培养等微繁殖技术已经比较成熟，成果很多。美国科学家在试管中进行花粉培养已获得了高蛋白含量的水稻植株，前苏联、日本等国科学家应用这一技术，大量繁殖人参等具有较高经济价值的作物和珍贵树种。这一技术还是挽救濒临灭绝树种的有效方法。我国在微繁殖技术方面研究较早，发展也很迅速。最近，我国科学家在利用花粉培育小麦良种及杂交水稻制种方面又取得了新的突破，标志着我国微繁殖技术处于世界领先地位。
在畜牧业研究方面，胚胎分割和移植技术也已取得可喜进展，为大量繁殖优良牲畜品种提供了有力的技术手段。这一技术早在50年代便已获得成功，并用于提高肉用牛产量。由于这一技术的应用，使本来一生只能生下10头后代的优良母牛变得可以每年产50头小牛。另外，应用基因工程培育良种动物的实验也已获得成功。据报道，美国科学家将大鼠生长激素基因引入小鼠受精卵中，使繁殖出来的小鼠生长速度增加了50％，而且生长快的特点还能传代。现在，应用基因工程方法生产生长激素已经成功，有的生长激素已进入商品生产。实验证明，注射生长激素能大大提高猪、牛等牲畜的产量，还可提高绵羊羊毛的产量和质量。这些技术的应用为培育优质高产的牲畜品种展现了美好的前景。2．用生物固氮技术使农业面貌改观
生物固氮的研究是应用新技术开发农业的一个重要方面。
氮是农作物所必不可少的重要营养元素，也是人类赖以生存的蛋白质的重要成分。大气中含氮极为丰富，大约占78％。然而，除少数豆科作物之外，水稻、玉米、小麦等主要粮食作物并不能直接吸收空气中的氮。粮食增产在很大程度上只能依赖于氮肥的供应。但是，氮肥的生产是在高温高压等苛刻条件下进行的，每年要耗费大量的人力物力和宝贵的能源，从而增加了粮食成本，加剧了能源危机，而且大量施用氮肥还会使土壤的质量下降，妨碍产量的进一步提高。
人工生产氮肥之外还有其他固氮途径吗？有！其实，在自然界中某些固氮微生物一直在默默无闻地进行固氮工作。地球上每年的总固氮量约为2．5亿吨，其中69％是由某些微生物如根瘤菌的生物固氮作用完成的。有人估计，土壤中微生物的固氮量可为施氮肥量的两倍。
人们从大自然中得到启示，从70年代起，许多国家先后开展了固氮分子生物学的研究，固氮微生物为什么能固氮呢？原来它们能在根瘤中合成一种固氮酶。由于这种酶的催化作用，使空气中的氮气转变成氨，并为植物吸收利用。现在，科学家们对于固氮的机理以及固氮基因、共生基因和寄主专一性基因的研究，已经取得了较大的进展，为其在农业上的应用打下了一定的基础。
生物固氮的研究是一项长期而艰巨的工作，无论在理论上还是在实践上都还有不少需要解决的问题。科学家们设想，今后主要从以下两个方面开展这一工作。
首先，充分利用和改造现存的天然固氮系统。人们已经发现了不少固氮微生物，并且筛选出了一些固氮效率较高的根瘤菌菌株。同时，科学家们还通过筛选和遗传育种方法，培育出了固氮效率高的豆科作物新品种。最近，澳大利亚遗传学家用强力诱变剂处理大豆，培育出一种新型的“超级生节”大豆。据称其固氮效率比常规品种提高了35倍之多。种植这种大豆可大大提高土壤肥力。科学家们发现，除了豆科作物之外，还有许多作物其中包括谷类作物在内，也与根瘤菌有着一定的共生关系，只是不如与豆科作物的关系那么密切罢了。因此，科学家们准备利用遗传工程的方法，将某些基因转入这些根瘤菌中，以改造固氮菌种，加强其与作物的共生关系，促使谷类作物与这些固氮菌种共生固氮。改造现存固氮系统的方法还有很多，比如提高同豆科作物光合作用的能力，减少类菌体中氨的损失，改善共生关系使作物保证对固氮菌供应充分的碳源，又使固氮菌所固定的氮充分为植物所利用等等。
|
|
| [返回顶部↑]
|
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
