转基因植物的应用前景

转基因植物的应用前景

赵麒宇

郑州中学高二五班河南郑州450000

摘要：本文分析了转基因植物如何保护自己抵抗害虫和疾病以及某些逆境。转基因植物的好处有很多，可以增加产量、增加食物营养、提高生产效率，甚至可以通过食用改善人体健康。因此转基因农作物受到了全球的欢迎及全球科学家的研究。

关键词：转基因植物、抗虫、抗病、抗逆境

植物受灾现状

植物会受到的许多自然灾害，主要有以下三方面：

①土壤灾害：重金属污染、土壤盐碱化、化肥含量过度等。这种灾害会使农作物的茎叶变黄枯萎无法正常生长。导致幼苗死亡，颗粒无收。还会出现茎短而细，分枝或分蘖少，出现早衰现象基部叶片变黄，开花期推迟，种子小，不饱满。幼叶畸形、皱缩。叶脉间不规则退绿。叶面两侧出现斑点，植株矮小，节间缩短，生育期推迟等现象。

②环境胁迫灾害：洪涝、干旱、低温冻害、高温热害、冰雹、瞬时大风等。其中洪涝、干旱、低温冻害是当今发生最广最多、伤害最严重的灾害，其将导致植物叶片泛黄，根系发黑并腐烂，生长减缓，植株弱小，对植物生长发育及产量形成的损害，严重的会造成植物体死亡或部分死亡。瞬时大风可以造成作物叶片损伤，茎秆折断，植株倒伏，自理脱落。受灾害性气候影响，植物会受到一定程度的损害，轻则茎叶损伤重则枯萎死亡。

③生物灾害：不同地区的生物灾害是不同的。生物灾害是由不同的病、虫、鼠、杂草造成的。生物灾害主要指病、虫、草、鼠害对农作物的危害，造成农作生长发育受阻和产量损失。灾害现象为农作物早期落叶，茎秆着色不良，糖分低，品质下降，甚至不能成熟，严重时造成普遍掉落未成熟果实，大幅度减产，新梢成熟不良，易受冻害。植物受虫害时会分泌一层似棉絮的白色粘物，常招来蚂蚁和黑色霉菌，污染果皮，影响果实外观和品质。被害农作物生长不良，果粒变畸形，严重时势，产量下降。

2.转基因植物的应用

2.1转基因植物在抗虫方面的应用

农作物会受到许多害虫的危害，例如菜青虫，稻飞虱、玉米螟、棉铃虫、棉蚜、麦蚜、麦红蜘蛛、甲虫、蝗虫及蛾蝶类幼虫等。

人们常用的抗虫方法是化学防治方法，利用杀菌剂或者杀虫剂等化学物质；还有是利用光或者射线等物理方法，或建造障壁的物理防治，以此来改变作物品种，栽培时间或环境以减少为害的耕作防治；但是这些方法的缺点是会出现灭虫不完全，依然有幼虫存活，长时间使用同一种农药，可能会使害虫产生抗药性，这样害虫就更难杀死了。最主要的是，使用的农药可能会被人体食用，对人体产生伤害。

还有一种方法是利用天敌，如赤眼蜂、丽蚜小蜂、一些生物菌类的应用技术等。这样效果明显且不会对人体造成不良伤害，但是如果引入不当可能会产生生物入侵。

通过改变植物的基因，使其拥有其他的能力，全球科学家正在通过给农作物植入其它生物的基因来使植物有抗虫的趋势，使植物抵抗害虫的能力增强，并且在受到虫害时可以进行自愈。目前将Bt基因导入棉花，玉米，烟草等一些植物中，获得了许多转基因抗虫品种。

2.2转基因植物在抗病方面的应用

农作物会受到一些细菌、真菌以及害虫附带的病毒而生病，例如白粉病、小麦锈病、稻纹枯病、稻瘟病、麦类赤霉病等。使农作物发病的原因一般都是植物缺少某些营养如钾、钙、钠、镁、氮、铜、硼、锌。

许多农民喜欢使用营养肥，把他们作为防治农作物病害和提高产量的重要手段，农药在杀死病菌的同时也会杀死有益的细菌和昆虫，也会破坏土地，污染地下水，会影响农作物进而影响到人类和动物。因为许多成分会进入农作物体内，而不能被冲洗掉，随着时间的推移，农作物中的化学成分会在人体内堆积。另外施过化肥的农作物通常因为生长过快而营养不足，内部通常有过多的水分。总而言之，当代对植物抗病的方法十分有限，并不能有效的治疗有疾病的农作物。

经过科学家的改造和应用实验的结果，转基因农作物及其他植物拥有了抑菌的能力，在受到病菌的侵袭下，可以进行自我抑菌，只会受到较小的伤害，况且该能力还可以促进植物的修复与再生功能，有效的减少了因农作物生病而减产的粮食数量。目前常用弱病毒的外壳蛋白基因或其他基因转入到植物中，以此获得对强病毒的抗性。我国在抗病性育种方面取得突破性进展，抗病毒，抗真菌病害，抗细菌病害等研究稳步推进。部分已着手环境释放或进入大田试验阶段。

2.3转基因植物在抗逆方面的应用

逆境对农作物的影响很大，常见的逆境有干旱，低温，高温，紫外，金属毒害。通常情况下，植物在遇到逆境类胁迫后会产生抵御机制，一般是体内可溶性的渗透调节物质改变，以此来控制细胞内水分含量。或者用大量有机物加强自身，这样会使作物大量减产。

逆境胁迫对于植物造成的破坏则更加多样化，如细胞膜通透性改变导致水分和营养物质流失，造成植物萎蔫，此外，胁迫还能造成叶片形态改变，生物量下降，根形态变化等等。

同时，植物体内的基因表达也会受到影响，例如在高温胁迫时，很多编码热激蛋白的基因表达会提高。许多转录因子也参与响应植物逆境胁迫的过程。

科学家想要利用正常基因置换或弥补缺陷基因治疗的手段来使农作物拥有抵抗逆境的能力。这样农作物在对自身不利的环境中能够减少自身水分和营养物质的消耗，可以比较缓慢的生长，不会对作物的结果有过大的影响。

3.转基因植物的优点

改善目前粮食短缺现状。

减少农药的使用，减少环境污染。

增加食物的营养，提高附加值。

增加食物的种类，提高食物的品质。

提高生产效率，带动相关产业的发展。

增强植物的自我修复能力。

提高植物光合作用速率，延长果实储备时间。

提高植物次代谢产物产物，提高植物抗性。

4.结语

转基因植物是以普通植物为基础，在基因层次上有选择地将某一种生物体中目的基因转入另一种生物体，这样后者可获得新的遗传性状或表达所需要的产物。实验成功的转基因植物具有其他物种的性状，这种特殊性状能有效的帮助植物抵抗伤害。

转基因植物有很多优点：其可增加农作物单位面积产量；可降低生产成本；利用转基因技术可提高植物次生长代谢产物产量，提高植物抗虫害、自愈、抗病毒等能力；提高植物的光合作用速率，延长果实的贮存时间，满足人民生活水平日益提高的需求；其可使植物开发的时间大大缩短；其可摆脱气候、季节的影响，四季低成本供应；打破物种界限，持续培育养植新物种，为人类造福。

抗寒、抗旱、抗病、抗虫等抗逆性强新品种的培育，是现代乔木的发展趋势。尤其是抗寒、抗旱新品种培育极大的丰富北方种植，尤其对于阻止由于人口众多导致粮食不够现象的发生有重要贡献。转基因植物的引入正顺应了这一发展趋势，转基因新品种的培育不仅为市场提供高品质，推动粮食推动农业的良性发展，还将有利于推动中国农业的发展。

本世纪的科学家正在努力研究蛋白分子的结构规律，蛋白质在生物功能方面的作用，希望能够依照人的意愿通过基因修饰或基因合成，对已有的蛋白质进行改造或制造出新的蛋白质，以此满足人类生产和生活等各方面的需要。

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