第一篇：生物技術(shù)在園藝作物上的應(yīng)用

生物技術(shù)在園藝作物上的應(yīng)用

改革開放以來，中國(guó)人民感覺到的最大最實(shí)在的變化就是農(nóng)業(yè)的變化，特別是園藝產(chǎn)業(yè)的變化對(duì)我國(guó)人民生活質(zhì)量的提高起了重要的推動(dòng)作用。目睹近十幾年來琳瑯滿目的園藝產(chǎn)品大市場(chǎng)的巨大變化，分析園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力和科技問題，不難發(fā)現(xiàn)，生物技術(shù)的應(yīng)用對(duì)園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)。例如，組織培養(yǎng)技術(shù)帶動(dòng)了蘭花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無病毒苗木快繁技術(shù)改變了以前香蕉、草莓以及許多花卉的繁殖方式。生物技術(shù)的發(fā)展減少了人類對(duì)自然的依賴程度。有人認(rèn)為，21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)。生物技術(shù)是目前生命科學(xué)中最為活躍的領(lǐng)域。它側(cè)重在技術(shù)，必然與產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密。

生物技術(shù)的種類包括：（1）基因工程

（2）細(xì)胞工程，包括動(dòng)、植物細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)（細(xì)胞雜交技術(shù)）、細(xì)胞器移植技術(shù)等。

（3）酶工程，包括酶的固定化技術(shù)、細(xì)胞的固定化技術(shù)，酶的修飾改造技術(shù)及酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)等技術(shù)。

（4）發(fā)酵工程，也稱微生物工程。（5）蛋白質(zhì)工程等

一，園藝植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)與基本技術(shù)

（一）植物組織培養(yǎng)（Plant Tissue Culture）：指通過無菌操作分離植物體的一部分，接種到培養(yǎng)基上，在人工控制的條件下（包括營(yíng)養(yǎng)、激素、溫度、光照、濕度）進(jìn)行培養(yǎng)，使其產(chǎn)生完整植株的過程。也稱之為離體培養(yǎng)。

（二）植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)

1.植物細(xì)胞全能性（Cellular totipotency）：

定義：任何具有完整細(xì)胞核的植物細(xì)胞，都擁有形成一個(gè)完整植珠所必須的全部遺傳信息和發(fā)育成完整植株的能力。

原理：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。差異：（1）受精卵的全能性最高；

（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。

全能性體現(xiàn)的兩個(gè)過程: 一個(gè)已分化的細(xì)胞要表現(xiàn)它的全能性，必須經(jīng)歷兩個(gè)過程，即首先要經(jīng)歷脫分化過程，然后再經(jīng)歷再分化過程。再分化的過程有兩種方式： 一是器官發(fā)生方式 二是胚胎發(fā)生方式

分化〔differentiation〕： 細(xì)胞在分裂過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能上的改變，從而在個(gè)體發(fā)育中形成各類組織和器官完成整個(gè)生活周期。

脫分化〔dedifferentiation〕: 已分化好的細(xì)胞在人工誘導(dǎo)條件下，恢復(fù)分生能力，回復(fù)到分生組織狀態(tài)的過程。

再分化〔redifferentiation〕: 脫分化后具有分生能力的細(xì)胞再經(jīng)過與原來相同的分化過程，重新形成各類組織和器官的過程。2.激素（植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑）調(diào)控

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是培養(yǎng)基中的關(guān)鍵性物質(zhì)，用量極少，但起著十分重要明顯而調(diào)控作用。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑包括生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素及赤霉素等多種，它們?cè)谥参锝M織培養(yǎng)中具有不同的作用。（1）生長(zhǎng)素

用于誘導(dǎo)愈傷組織的形成，體細(xì)胞胚的產(chǎn)生以及試管苗的生根，更重要的是配合一定比例的細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)腋芽和不定芽的產(chǎn)生。

常用的生長(zhǎng)素:2,4—二氯苯氧乙酸（2，4-D）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）等。作用強(qiáng)弱順序:2，4-D＞NAA＞IBA＞IAA。(2)細(xì)胞分裂素

促進(jìn)細(xì)胞分裂與分化，延遲組織衰老，增強(qiáng)蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)側(cè)芽生長(zhǎng)及顯著改變其他激素作用的特點(diǎn)。

常見的細(xì)胞分裂素有：2—異戊烯腺嘌呤（2-iP）、玉米素（ZT）、6—芐基氨基腺嘌呤（6-BA）、激動(dòng)素（KT）、苯基噻二唑基脲（TDZ）。作用強(qiáng)弱順序: TDZ ＞ 2—ip＞ZT＞6—BA＞KT。(3)赤霉素

在植物組織培養(yǎng)中應(yīng)用的僅有GA3一種，它是一種天然產(chǎn)物，能促進(jìn)已分化芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑: 如脫落酸（ABA）、乙烯利（CEDP）等在植物組織培養(yǎng)中也有一定的應(yīng)用。

生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比值: 大時(shí)有利于根的形成，這時(shí)生長(zhǎng)素起主導(dǎo)作用；比值小時(shí)，則促進(jìn)芽的形成，這時(shí)細(xì)胞分裂素起主導(dǎo)作用。

（三）基本技術(shù)

1, 快速繁殖種苗 2.無病毒苗(virus free)的培養(yǎng) 3，倍性育種，縮短育種年限，雜種優(yōu)勢(shì)明顯。4，克服遠(yuǎn)緣雜交的不親合性和不孕性（胚培養(yǎng)）5，工廠化育苗

二，園藝植物脫毒與離體快速繁殖

植物快速繁殖技術(shù)概念：將外植體在人工培養(yǎng)基和合適的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，以在短期內(nèi)獲得大量遺傳性一致的個(gè)體的方法。包括無菌培養(yǎng)物的建立，芽的增殖，誘導(dǎo)生根和試管苗的馴化和移栽四個(gè)階段。

脫毒方法：（1）物理方法：X射線，紫外線，超短波，熱處理等。

（2）化學(xué)方法：許多化學(xué)藥品

（3）生物方法：種子繁殖，莖尖培養(yǎng)脫毒 三，園藝植物的細(xì)胞工程

生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上己展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。尤其是植物花藥培養(yǎng)及細(xì)胞突變體的篩選已直接用于作物育種。安徽省農(nóng)科院園藝研究所于60年代起從事水稻花藥培養(yǎng),在獲得花培新品種晚粳76一2基礎(chǔ)_匕又開展了體細(xì)胞無性系變異的利用及篩選方法的研究。該項(xiàng)研究在1984年國(guó)際植物遺。（《北方園藝》

1991年10期）四，園藝植物的染色體工程

植物細(xì)胞染色體工程李國(guó)英譯（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系·哈爾濱）１．前言所謂植物細(xì)胞染色體工程的含義所指的是，原來多倍體和單倍體等以染色體組的增減和異倍體的產(chǎn)生為目的．對(duì)于染色體數(shù)的操作是通過雜交進(jìn)行的，而隨著近年來植物細(xì)胞組織培養(yǎng)及染色體操作等技術(shù)的不斷進(jìn)步。通過花粉培養(yǎng)育成單倍體及采用ＰＥＰ等減數(shù)化處理，由分離的染色體移植產(chǎn)生異倍體及基因的部分導(dǎo)入，染色體基因測(cè)繪等，包括各種各樣內(nèi)容的操作技術(shù)，已經(jīng)可以進(jìn)行了。對(duì)此，在植物細(xì)胞水平的染色體操作，最近已經(jīng)開始引起人們的注意，即是染色體分離，識(shí)別、鑒定、移植等問題已成為人們談?wù)摰脑掝}。２．從培養(yǎng)細(xì)胞分離染色體染色體的分離，可能在細(xì)胞分裂期開始進(jìn)行，因此，染色體能夠分離的植物體的部位是莖尖及根尖分生組織，或者僅限于花粉母細(xì)胞和卵細(xì)胞等生殖器官的細(xì)胞。在這里，從花粉母細(xì)胞以外所獲得的分裂細(xì)胞數(shù)對(duì)染色體的分離是不合適的。由于減數(shù)分裂期的花粉母細(xì)胞是大體完全同步的分裂系，所以對(duì)于染色體的提取也是效率高的最好材料。然而，由于花蕾獲得時(shí)期的限制，不能提供經(jīng)常實(shí)驗(yàn)，這是個(gè)缺欠。（來源：《北方園藝》1995年第02期 作者：李國(guó)英）五，園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化

誘發(fā)多倍體技術(shù) 秋水仙素是育種工作者用于染色體數(shù)目加倍的一種非常重要的化學(xué)物質(zhì)。其作用是抑制細(xì)胞有絲分裂中紡錘絲形成和阻滯染色體運(yùn)動(dòng)，從而使染色體分散，但不形成新的細(xì)胞壁，因此，使經(jīng)處理的細(xì)胞多出一組額外的染色體。

秋水仙素有巨毒，使用時(shí)必須小心。常用的劑量為0.05——0.2％，溶液最好新鮮配制。在配制時(shí)，應(yīng)先將其粉末溶解在幾滴工業(yè)酒精中，而后再補(bǔ)足需加的水。

處理單子葉植物的種子或籽苗時(shí)，可直接浸漬于秋水仙素溶液。但處理雙子葉的籽苗時(shí)，通常是將一滴秋水仙素溶液滴在生長(zhǎng)點(diǎn)上，在子葉張開后，每天滴一次或兩次，連續(xù)滴幾天。如果植株表面有蠟質(zhì)或毛，可以先將植株浸濕，然后再滴。除此之外，已長(zhǎng)大的植株或它的一部分，也可以處理，但必須是分生組織或愈傷組織。有時(shí)，處理莖上的腋芽、接穗和砧木切割的表面也會(huì)有效。若將百合的鱗莖浸泡在0.1％的秋水仙素溶液中八小時(shí)左右，其鱗莖表面生出的不定芽，也會(huì)從鱗片中吸收到溶液，并可產(chǎn)生高比率的染色體加倍。其它帶有鱗莖的植物，也可以用類似的方法誘發(fā)。但是，以秋水仙素處理水仙，卻遇到了困難。1976年North在處理前先將鱗莖切成小塊，并使每塊上帶有兩個(gè)鱗芽，在鱗片之間滴加溶液處理，結(jié)果十分容易地使鱗芽細(xì)胞的染色體得到了加倍。

在處理籽苗或植株的局部時(shí)，不會(huì)使整個(gè)籽苗或整條枝條的細(xì)胞染色體都得到加倍，因此，必須對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)，其指標(biāo)可以以葉子的大小和寬度的增加或以氣孔及葉片表皮細(xì)胞大小的差異性來表示。當(dāng)檢測(cè)局部的指標(biāo)時(shí)，可以用鑷子小心地撕下表皮，將處理過的和未處理的材料分別放在顯微鏡下進(jìn)行同步鏡檢。凡得到染色體加倍的材料，其氣孔的大小普遍增加10——30％。具體操作方法是，用指甲油在葉片上涂一薄層，待干后，將其表皮剝下放在顯微鏡下測(cè)量。這種方法對(duì)許多材料都能迅速辦到，但是，對(duì)一些葉片上帶毛的植物則不易辦到。此外，以花粉粒的多少為指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定也是可能的，因?yàn)槎啾扼w的花粉一般都比二倍體多；但是需要等到開花后才能進(jìn)行（詳細(xì)操作待另篇敘述）。

有時(shí)用莖的頻繁扦插和熱沖擊的辦法也可以誘導(dǎo)染色體加倍，但都不如用秋水仙素處理來得可靠。當(dāng)用秋水仙素溶液處理得不到預(yù)期效果時(shí)，還可以考慮在加壓的條件下使用一氧化二氮。這一方法曾成功地獲得四倍體的郁金香，并用它來生產(chǎn)種子。

六，園藝植物生物技術(shù)與生物信息學(xué)

科學(xué)基礎(chǔ)：1，發(fā)達(dá)的，復(fù)雜的，可相互交流的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)； 2，強(qiáng)有力的創(chuàng)新算法和軟件；

3，自動(dòng)化的大規(guī)模高通量的生物學(xué)研究方法和平臺(tái)技術(shù)

本質(zhì)：利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來解決生物學(xué)問題

生物技術(shù)是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的、為創(chuàng)建新的生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在園藝作物應(yīng)用較為廣泛的包括細(xì)胞工程、染色體工程、基因工程、分子標(biāo)記等技術(shù)。l 細(xì)胞工程、染色體工程與園藝作物育種細(xì)胞工程是以細(xì)胞為基本單位，在離體條件下進(jìn)行培養(yǎng)、繁殖或人為地使細(xì)胞的某些生物學(xué)特性按人們的意志發(fā)生改變，從而改良生物品種和創(chuàng)造新品種，加速動(dòng)物和植物個(gè)體的繁殖，或獲得某些有用的物質(zhì)的過程。主要包括組織快繁、花藥培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、人工種子等幾個(gè)方面。染色體工程包括染色體操作和染色體組操作，它不僅在改良植物的遺傳基礎(chǔ)和培育新品種上受到重視．而且也是基因定位和染色體轉(zhuǎn)移等基礎(chǔ)研究的有效手段，在蔬菜育種中應(yīng)用最多的是單倍體育種、多倍體育種和體細(xì)胞融合等。1．1 組織培養(yǎng)快速繁殖組織培養(yǎng)快速繁殖是目前植物細(xì)胞、組織培養(yǎng)中應(yīng)用最多、最有效的一種快速生產(chǎn)脫毒種苗的手段，其突出特點(diǎn)是快速，而且材料來源單一，遺傳背景均一，不受季節(jié)和地區(qū)等限制，重復(fù)性好。

生物技術(shù)在南瓜育種中的應(yīng)用 來源：《蔬菜》2011年第02期

作者：閆世江;張繼寧;劉潔;選擇

南瓜為葫蘆科(Cucurbitaceae)南瓜屬(Cucurbita)中的1年生草本植物,起源于美洲大陸,栽培種及野生近緣種共有27個(gè)[1]。南瓜栽培種有5個(gè),而我國(guó)栽培的主要有3個(gè):南瓜(Cucur bita moschataD.)又名中國(guó)南瓜,筍瓜(C.maxima D.)又名印度南瓜,西葫蘆(C.pepo L.)又名美洲南瓜[2]。南瓜在我國(guó)有悠久的栽培歷史,可作糧食、蔬菜、籽用、觀賞和飼料等之用。南瓜還可以入藥,飲食須知、本草綱目等古籍對(duì)南瓜也有記載。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)南瓜又有了更深的了解,南瓜含有豐富的維生素A、維生素C、胡蘿卜素、糖類、淀粉、鈣質(zhì)等,有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和較高的醫(yī)療保健作用[3]。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,傳統(tǒng)的育種技術(shù)已不能滿足人們的需要,因此在南瓜育種中運(yùn)用生物技術(shù)逐漸被大家所重視。作為一種高新技術(shù),生物技術(shù)是分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展的產(chǎn)物,在整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中占據(jù)了越來越顯著的地位。作為世界新技術(shù)革命的重要組成部分,生物技術(shù)已經(jīng)成為人類徹底認(rèn)識(shí)和改造自然界,克服人類自身所面臨的人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境污染、疾病危害、能源資源匱乏等一系列重大問

總而言之，生物技術(shù)對(duì)于園藝產(chǎn)業(yè)及人類發(fā)展均有積極作用，可以改善人類生存環(huán)境并對(duì)人類健康有積極促進(jìn)作用，提高食物營(yíng)養(yǎng)水平，改善環(huán)境，但不可否認(rèn)它也有一定的消極作用，有很多的不確定因素，有很多還有待于進(jìn)一步研究與改良。

我們應(yīng)用辯證的眼光去看待生物技術(shù)在園藝產(chǎn)業(yè)中的作用，既要看到積極的一面，也要留意消極的一面。

第二篇：生物技術(shù)在園藝中的應(yīng)用

生物技術(shù)在園藝設(shè)計(jì)植物中的應(yīng)用

摘要：用植物組培來培育無毒育苗木、優(yōu)良品種苗快速繁殖、園藝樹木新品種的培育等等。生物技術(shù)使園藝植物在設(shè)計(jì)中得到更好，更廣泛的應(yīng)用，不僅局限在造型、體態(tài)上面，從內(nèi)在基因、細(xì)胞、組織上改變植物；使植物資源多樣化，給設(shè)計(jì)帶來了新鮮感。

Abstract: Plant tissue culture , cell engineering , gene engineering and other modern biotechnology to develop non-toxic sterile seedling, seedling rapid propagation of superior varieties, gardening trees breeding and so on.Biological technology make it better in the design of horticultural plants, more widely used, not only in shape, body, and change the plant from the internal genes, cells, tissue;be diversify.關(guān)鍵詞：園藝植物、生物技術(shù)、組織培養(yǎng)、應(yīng)用、景觀環(huán)境、設(shè)計(jì) 生物技術(shù)在園藝植物的研究和培育上有著重大的意義。生物技術(shù)在園藝科學(xué)上的研究主要內(nèi)容包括園藝植物組織培養(yǎng)，園藝植物細(xì)胞工程，園藝植物染色體工程，園藝植物基因工程和園藝植物分子標(biāo)記。本文主要是對(duì)植物組培技術(shù)的研究。

園藝植物組織培養(yǎng)是指在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，利用人工培養(yǎng)基，對(duì)園藝植物組織的胚胎、器官、組織、細(xì)胞、原生質(zhì)體等進(jìn)行立體培養(yǎng)，使其再

[1] 生發(fā)育成完整植株的過程。組織培養(yǎng)技術(shù)給園藝植物帶來了很大的變革。從以前的單一色彩，單一種類，變化到多種色彩，多種形態(tài)。給設(shè)計(jì)提供了很多的便捷資源。組織培養(yǎng)技術(shù)提高了園藝植物的質(zhì)量，也提高了生產(chǎn)的效率。給設(shè)計(jì)師們帶來了新的構(gòu)思?；ɑ?、樹木的種類繁多，色彩艷麗，培養(yǎng)方式的多樣化，在園林景觀中起著非常重要的作用。組織培養(yǎng)技術(shù)使花卉、樹木的應(yīng)用形式越來越多樣化。園藝植物不僅給人們帶來優(yōu)美舒適的生活環(huán)境，更重要的是創(chuàng)造了是與人類生存的生態(tài)環(huán)境。園藝植物在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用越來越多，在綠化景觀環(huán)境中體現(xiàn)的愈發(fā)明顯。

通過以下幾個(gè)方面來講述組織培養(yǎng)在園藝植物中的應(yīng)用： 一．種質(zhì)資源的保存

植物的種質(zhì)資源的多樣性，使得設(shè)計(jì)有多樣性，對(duì)于一些沒法預(yù)料的災(zāi)害等，我們可以通過這種方式來保存物種多樣性，使一些珍貴的植物能夠保存下來?，F(xiàn)在已經(jīng)有很多的種植物滅絕，通過組織培養(yǎng)的技術(shù)就可延續(xù)和保存這些植物種類，使這些植物得到較為永久性的保存，增加種質(zhì)資源的多樣化。植物種質(zhì)的保

[2]存與監(jiān)測(cè)研究對(duì)生物多樣化包補(bǔ)和生物技術(shù)都有著十分重要的意義。

園藝樹種種質(zhì)資源的長(zhǎng)期保存主要采用超低溫的方法。一般以液氮（-196℃）為冷源，是溫度維持在-196℃以下。在這溫度下，新陳代謝活動(dòng)基本停止，也不可能發(fā)生遺傳變異，因而對(duì)種質(zhì)進(jìn)行了長(zhǎng)期的保存。

二．快繁技術(shù)

自然條件很難達(dá)到快速、高效的目的繁殖植物，通過組織培養(yǎng)我們可以有效的快速繁殖植物。植物組織培養(yǎng)快繁技術(shù)是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)外植體進(jìn)行

[2]離體培養(yǎng)，使其在短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植物的方法。使用這種方法，繁殖效率高，不受季節(jié)、氣候條件的影響，而且培養(yǎng)條件可控制便于對(duì)各種環(huán)境進(jìn)行調(diào)控。占用的面積小，管理方便?？梢宰詣?dòng)化控制生產(chǎn)。

已有數(shù)百種植物由愈傷組織分化出小植物，也可由愈傷組織再分化，最后產(chǎn)生不定芽或胚狀體，形成植株。但是從它產(chǎn)生的植物常常會(huì)發(fā)生多倍體、非整倍體和各種基因水平上的變異，不能全部保存原種特性，因而妨礙了它在快速繁殖上的廣泛的應(yīng)用。另一個(gè)不利的因素是愈傷組織在經(jīng)過多次繼代培養(yǎng)后，常會(huì)喪[3]失再生植株的能力。但是，這的確加快了植物的繁殖速度，我國(guó)的園林設(shè)計(jì)正處于起步階段，所以快繁技術(shù)對(duì)植物的需求量和豐富度都有著重要的作用，快繁技術(shù)可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)滿足園藝設(shè)計(jì)的需求。三．植物脫毒

植物在生長(zhǎng)發(fā)育的過程中會(huì)感染各種的病毒病害。導(dǎo)致植物的生長(zhǎng)受到抑

[4]制，形態(tài)變異，產(chǎn)量下降等，會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。由于基因的變異等原因，造成很多的植物感染病毒。園藝植物在景觀設(shè)計(jì)中的作用非常大。，病毒導(dǎo)致園藝植物的生命短暫，或者形態(tài)不美觀，影響設(shè)計(jì)的美感。所以培養(yǎng)無病毒植株，能夠提高植物的質(zhì)量，對(duì)園藝設(shè)計(jì)景觀有種重要的作用，培育無病毒植株是解決植物病毒問題的首選，通過植物組培技術(shù)培養(yǎng)脫毒的植株來阻止病毒的傳播，來提高植物的質(zhì)量和產(chǎn)量。四．遺產(chǎn)轉(zhuǎn)化

園林遺傳轉(zhuǎn)化是指通過某種途徑將外源基因?qū)胧荏w園林植物基因組中，并

[5]使之在受體園林植物內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)。通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)可以把不同來源的基因?qū)胫参锛?xì)胞，并整合到植物基因組中，獲得轉(zhuǎn)基因植物。通過遺傳轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化可以改良園林植物品種。提高育種效率，育成不同種類的新品種。

轉(zhuǎn)基因可以改變植物的顏色、形態(tài)、種類等各種特性。這些都給園藝植物增

[6]加了很多的特色，如藍(lán)色的月季，黃色的仙客來，紅色的鳶尾等，在設(shè)計(jì)中，能夠應(yīng)用這些不同的形態(tài)特點(diǎn)來創(chuàng)造出不同的主題，表達(dá)不同的思想，給人以不同的需求，滿足人們不同的審美需求。

綜述：現(xiàn)在，隨著人們生活水平的提高，許多地方，以觀光、旅游、采摘等為主體閑園藝、生態(tài)景觀等迅速發(fā)展。城市景觀的設(shè)計(jì)越來越受到注重，綠色的園藝植物也被廣泛的應(yīng)用起來。所以生物技術(shù)在園藝植物中起了很大的作用，通過組培技術(shù)我們能夠大量的生產(chǎn)園藝植物，并得到優(yōu)良質(zhì)量的植物，滿足園藝設(shè)計(jì)對(duì)植物的大量需求，促進(jìn)我國(guó)園林設(shè)計(jì)快速的發(fā)展起來。

參考文獻(xiàn)：

[1]園藝植物生物技術(shù)/鞏振輝主編。北京：科學(xué)出版社，2009 [2]園林植物組織培養(yǎng)技術(shù)/王金剛，張興主編。北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社。2008.8 [3] 朱至清.植物生物技術(shù)簡(jiǎn)介(一)——經(jīng)濟(jì)植物快速繁殖[J].生命世界，1984 [4] 趙爽、陳國(guó)菊，蔬菜作物抗病毒基因工程研究進(jìn)展[J].中國(guó)蔬菜,2006 [5]李向輝等，植物遺傳操作技術(shù)，科學(xué)出版社，1988 [6] 園林花卉應(yīng)用設(shè)計(jì)·配置篇/耿欣、程偉、馬娛、主編。武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.7

第三篇：植保生物技術(shù)在蟲害方面的應(yīng)用

植保生物技術(shù)在蟲害方面的應(yīng)用

姓名： 藏旭陽指導(dǎo)老師：張 新

摘要：從植物生物技術(shù)實(shí)用化時(shí)代開始的 1983 年至今，植物生物技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)歷了 30 年的歷史，從實(shí)驗(yàn)室走到了大田，證明了其對(duì)糧食和飼料生產(chǎn)的作用． 正式進(jìn)入商品化應(yīng)用 16 年，生物技術(shù)作物的全球種植面積已從 1996年的 170 萬 hm2提高到 2012 年的1.7 億 hm2。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物技術(shù)及其應(yīng)用范圍在植物保護(hù)中不斷的改進(jìn)，可以期待它在新型的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)中將發(fā)揮更大的作用。本文從分子生物學(xué)技術(shù)、發(fā)酵技術(shù)、植物基因工程技術(shù)、遺傳工程與生物防治等方面綜述在病蟲害生物防治中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞: 植物生物技術(shù)；生物技術(shù)作物； 植物保護(hù)；分子生物學(xué)技術(shù)；發(fā)酵技術(shù)；植物基因工程技術(shù)；遺傳工程

Application of biotechnology in the insect pest of plant

protection

Abstract: Since the success of transferring a foreign gene into plants and the expression of the incorporated gene in the transgenic plant genome in 1983，plant biotechnology has been developing for 30 years．From researches in the laboratories to practical applications in the farms，the importance of this new tech-enology in the production of food and forage has been proved．In the year of 2012，the areas of biotech crops planted reached 170 million hectares，compared with 1.7 million hectares in 1996，the first year when commercialized transgenic crops were adopted globally.With the development of science and technology, continuous improvement in crop protection biotechnology and its application range, can expect it will play a more important role in the agricultural sustainable development.This paper from the aspects of molecular biology technology, fermentation technology, plant gene engineering technology, genetic engineering and biological control of pest biological control in pest.Key words: plant biotechnology;bio-tech crop;Plant protection;Molecular biology technique;fermentation technology;plant gene engineering technology;genetic engineering

隨著分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、信息科學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)和相應(yīng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，DNA 體外重組、異源基因?qū)胍约霸诓煌矬w系的表達(dá)在 20 世紀(jì) 70 年代開始得以實(shí)現(xiàn)，并逐步應(yīng)用于醫(yī)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)中。在 1983 年初的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，以及隨后在數(shù)個(gè)國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物發(fā)表的文章中，分析報(bào)道了美國(guó)、歐洲科學(xué)家在改造根癌農(nóng)桿菌 Ti 質(zhì)粒、構(gòu)建載體、把細(xì)菌或植物的基因?qū)胫参锛?xì)胞并得以表達(dá)的成果，宣布了植物生物技術(shù)實(shí)用化時(shí)代的到來。與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，植物生物技術(shù)正在并將在解決人類面臨的困境中

發(fā)揮重要作用，不僅成為提供足夠的糧食、飼料的重要手段，而且隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展，植物作為藥物生產(chǎn)的工廠已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。

一、應(yīng)用生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行害蟲抗藥性的研究

通過近年來在分子水平對(duì)抗性基因的許多研究,目前對(duì)抗性機(jī)理的分子基礎(chǔ)已逐漸有所了解。在一些方面取得了豐富的研究成果,例如:芮昌輝等(1996)利用RAPD技術(shù)分析了棉鈴蟲對(duì)三氟氯氰菊酯抗性的遺傳方式,通過篩選出的3個(gè)隨機(jī)引物在R和S兩親本之間共擴(kuò)增出47條DNA帶,其中差異帶達(dá)27條;初步篩選出與抗三氟氯氰菊酯有關(guān)的RAPD分子標(biāo)記3個(gè),即OKG4-1300、OPG6-1450、OPG8-535,它們能同時(shí)出現(xiàn)于R親本和正反交F1代中,而在S親本中不出現(xiàn),與抗藥性遺傳方式的測(cè)定結(jié)果一致,證明了這種方法的可靠性。Raymond(1991)用此技術(shù)研究了庫蚊(Culexpipiens)對(duì)有效磷農(nóng)藥抗性產(chǎn)生和擴(kuò)散的機(jī)制,證明導(dǎo)致庫蚊抗性產(chǎn)生的酯酶B2基因的擴(kuò)散具有單一起源,并通過遷飛擴(kuò)散到不同地區(qū)。在許多情況下,抗性的產(chǎn)生是由于昆蟲對(duì)殺蟲劑的代謝能力提高。代謝殺蟲劑的解毒酶一般使有毒的外來化合物經(jīng)過氧化、還原或水解后,其產(chǎn)物的水溶性增高,使它們更容易從昆蟲體內(nèi)排出。解毒酶包括細(xì)胞色素P450氧化酶系、水解酶(酯酶)及谷胱甘肽s2轉(zhuǎn)移酶。

目前對(duì)酯酶分子結(jié)構(gòu)和基因結(jié)構(gòu)已經(jīng)弄清,對(duì)其酯酶基因的擴(kuò)增機(jī)制已有了深入了解。不同類農(nóng)藥的靶標(biāo)受體基因均已進(jìn)行克隆,如鈉離子通道基因,目前已利用高等動(dòng)物鈉離子通道基因作探針,分離到了昆蟲中鈉通道基因。另外還有GABA受體復(fù)合體、乙酰膽堿各型受體基因、乙酰膽堿酯酶基因、激素受體、Bt受體等。昆蟲細(xì)胞色素P450的研究也深入到分子水平。P450活性提高在許多殺蟲劑抗性中具有重要作用,然而與P450相關(guān)的抗性分子基礎(chǔ)了解的尚少。隨著對(duì)P450分子基礎(chǔ)的深入研究,將會(huì)以本質(zhì)上闡明昆蟲P450與抗藥性的關(guān)系,并深層次揭示昆蟲生理生化及其與環(huán)境的適應(yīng)性之間的聯(lián)系。

二、發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

微生物發(fā)酵生產(chǎn)的抗生素已在植物保護(hù)上的廣泛使用。我國(guó)于1959年引進(jìn)蘇云錦芽孢桿菌殺蟲劑,簡(jiǎn)稱Bt殺蟲劑。1965年,在武漢建成國(guó)內(nèi)第一家Bt殺蟲劑工廠,開始發(fā)酵Bt殺蟲劑,代號(hào)叫“青蟲菌”；隨后我國(guó)自己篩選Bt菌株并生產(chǎn)。Bt殺蟲劑是一種對(duì)人安全的殺蟲劑,已在綠色食品及無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上發(fā)揮了重要的作用。

目前我國(guó)已成為世界上最大的井岡霉素和阿維菌素生產(chǎn)國(guó)。這兩種抗生素是用不同種的鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的。阿維菌素是一種超高效的殺蟲生物農(nóng)藥,每公頃用量?jī)H3000～7500mg。主要用于防治小菜蛾、潛葉蛾、螨類等害蟲。

三、植物基因工程技術(shù)

3.1 植物基因工程技術(shù)概況

植物基因工程技術(shù)是利用生物或物理化學(xué)的手段將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞,以獲得人們需要的轉(zhuǎn)基因植物的一項(xiàng)基因工程技術(shù)。植物的遺傳轉(zhuǎn)化目前可分為間接轉(zhuǎn)移和直接轉(zhuǎn)移兩類,通過染色體DNA的Southern分析、多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技

術(shù)等方法可檢測(cè)基因轉(zhuǎn)移是否成功。

3.2 植物抗逆基因工程

1983年,轉(zhuǎn)基因植物(煙草和馬鈴薯)首次誕生。不到幾年時(shí)間,科學(xué)家們就培育出了數(shù)十種具有抗蟲、抗病毒和抗除草劑的農(nóng)作物新品種。一些重要農(nóng)作物品種,并在生產(chǎn)上推廣用,如棉花、煙草、大豆、花生、油菜等都包括在內(nèi)。在1989年10月至1991年4月,由美國(guó)農(nóng)業(yè)部和環(huán)保局批準(zhǔn)的47個(gè)轉(zhuǎn)基因工程植物大田試驗(yàn)中,抗蟲和抗除草劑的轉(zhuǎn)基因工程作良種就有30種。因此,植物基因轉(zhuǎn)移首先能在生產(chǎn)上應(yīng)用的就抗蟲、抗病和抗除草劑良種。.2.1 抗蟲育種

通過基因轉(zhuǎn)移提高植物的抗蟲性。云金桿菌是昆蟲病源微生物中用來進(jìn)行害蟲防治最廣譜的1種,可防治80多種農(nóng)林害蟲,殺蟲效果達(dá)80%以上的有20多種。利用基因工程技術(shù)將蘇云桿菌病毒素中殺蟲活性最高的δ內(nèi)毒素基因轉(zhuǎn)移到煙草、番茄、棉花等作物上,使δ內(nèi)毒素基因在這些作物上表現(xiàn)出來,鱗翅目昆蟲的幼蟲取食這些作物就會(huì)中毒死亡。現(xiàn)已從豌豆、豇豆、慈菇中分離到蛋白酶抑制劑及其基因,也得到了抗蟲基因工程植株。國(guó)外把抗蟲基因?qū)霘W洲黑梅,得到的轉(zhuǎn)基因歐洲黑梅可使取食的舞毒蛾和楊尺蠖死亡率高達(dá)100%。植物抗蟲基因工程在煙草、番茄、馬鈴薯、玉米、水稻、油菜等20多種植物中都取得了重大成果,能抗煙青蟲、楊尺蠖、舞毒蛾、玉米螟等昆蟲。

3.3 微生物農(nóng)藥

生物技術(shù)在微生物農(nóng)藥開發(fā)中的應(yīng)用,能夠代替化學(xué)農(nóng)藥而起到防治害蟲的效果。微生物農(nóng)藥是公認(rèn)的“無公害農(nóng)藥”,防治對(duì)象不易產(chǎn)生抗藥性,不傷害天敵；繁殖快,能利用農(nóng)副產(chǎn)品甚至工業(yè)廢水廣泛生產(chǎn),是綜合防治農(nóng)林病蟲害的重要手段。根據(jù)用途和防治對(duì)象的不同,微生物農(nóng)藥可分為微生物殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、殺鼠劑和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等。諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲劑以及枯草桿菌殺蟲劑等的使用,極大的避免了有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的危害作用。利用昆蟲重組病毒防治害蟲,可以利用寄生在昆蟲體內(nèi)的昆蟲桿狀病毒,如果將此病毒的基因中插入和表達(dá)外源基因如節(jié)肢動(dòng)物或細(xì)菌來源的昆蟲毒素、昆蟲激素或酶,就能夠擾亂害蟲內(nèi)部的代謝平衡,從而達(dá)到了滅蟲的目的。另外許多微生物農(nóng)藥也在積極的研發(fā)過程中,微生物農(nóng)藥的具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

四、遺傳工程與生物防治

轉(zhuǎn)基因作物，又稱基因改良作物，即運(yùn)用重組DNA 技術(shù)將外源基因整合于受體作物基因組、改變其遺傳組成后產(chǎn)生的作物及其后代。轉(zhuǎn)基因作物通常含有至少一種非近源種的遺傳基因，其抗病蟲害或抗逆性顯著增強(qiáng)、農(nóng)藝性狀或產(chǎn)品質(zhì)量顯著改善，現(xiàn)已開始在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。1983 年，轉(zhuǎn)基因植物（煙草和馬鈴薯）首次誕生。1986 年，轉(zhuǎn)基因抗蟲和抗除草劑植物開始進(jìn)入田間試驗(yàn)。1994 年，首批轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品——延熟保鮮的番茄和抗除草劑棉花在美國(guó)獲準(zhǔn)進(jìn)入市場(chǎng)銷售。至 1998 年 6 月，國(guó)外批準(zhǔn)商業(yè)化應(yīng)用的各類轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品（品牌）已近90 種。其中，大部分都與病蟲草害防治有關(guān)，例如抗蟲（玉米螟）玉米、抗蟲（棉鈴蟲、紅鈴蟲）棉花、抗蟲（甲蟲）馬鈴薯等。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996 年轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物世界種植面積約為 200 萬 hm2，1997 年猛增到 1 280 萬 hm2，1998 年又上升到 2 600 萬 hm2。在美國(guó)，轉(zhuǎn)基因玉米、大豆和棉花的種植面積已分別占各種作物總種植面積的 25%~33.3%。

我國(guó)轉(zhuǎn)基因植物的研究也獲得了很大的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)正在研究和開發(fā)的轉(zhuǎn)基因植物約 47種，涉及各類基因 103 種。其中與病蟲草害防治有關(guān)的基因約 62 種。近幾年間研究的基因數(shù)量和轉(zhuǎn)基因植物的種類又有增加。近年來，轉(zhuǎn)蘇云金芽孢桿菌（Bt）殺蟲晶體蛋白基因的棉花最為引人矚目。我國(guó)現(xiàn)已育成 10 多個(gè)殺蟲效果顯著、豐產(chǎn)性好、纖維品質(zhì)優(yōu)良，適于不同生態(tài)條件種植的品種或品系，這些材料已在國(guó)內(nèi) 9 個(gè)省市（區(qū)）大面積試種、示范和應(yīng)用。新一代雙價(jià)抗蟲棉（含 Bt 殺蟲蛋白和胰蛋白酶抑制劑 2 種基因）品系已進(jìn)入了大面積示范。我國(guó)已成為在世界上獨(dú)立研究成功轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第 2 個(gè)國(guó)家。

抗植物蟲害的基因很多,目前經(jīng)常使用的主要有3種:豇豆胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI)、植物凝集素基因(1ectin gene)和來源于蘇云金芽孢桿菌的殺蟲結(jié)晶蛋白基因(Bt基因)[2]。其中以植物Bt基因工程方面的研究最多,應(yīng)用也最為普遍,且發(fā)展很快。

五、展望

面對(duì) 21 世紀(jì)人口、糧食、資源、環(huán)境等重大問題的挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更重要的作用，逐步成為最高活力和最具實(shí)力的新興產(chǎn)業(yè)。國(guó)外一些科學(xué)家已提出了“分子農(nóng)業(yè)”的新概念，并預(yù)言以生物技術(shù)廣泛應(yīng)用為特點(diǎn)的第二次“綠色革命”即將興起。與植物保護(hù)有關(guān)的生物技術(shù)無疑將會(huì)繼續(xù)在其中扮演重要的角色。隨著抗病蟲基因資源的不斷發(fā)掘利用、植物與病菌相互作用分子機(jī)理研究的繼續(xù)深入，以及生物技術(shù)本身的不斷發(fā)展，21 世紀(jì)初除了抗蟲、抗病毒和抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物走向產(chǎn)業(yè)化，植物抗細(xì)菌病和抗真菌病基因工程的研究將會(huì)取得突破并走向應(yīng)用。為阻止病蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)生抗性，將會(huì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用新的分子策略，通過病菌或昆蟲本身的基因操作有可能找到消滅病蟲的新方法，由于對(duì)有益病毒、細(xì)菌和真菌分子生物學(xué)研究的深化，生防微生物的遺傳改良將更有成效，遺傳工程微生物農(nóng)藥將成為生物防治的重要手段，基因工程與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合將會(huì)推動(dòng)病蟲害綜合防治步入一個(gè)新的發(fā)展階段。

六、參考文獻(xiàn)

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第四篇：生物技術(shù)在制藥領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

生物技術(shù)在制藥領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展

摘要：生物技術(shù)制藥是以基因工程為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物工程，即利用基因工程技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)、微生物工程技術(shù)、酶工程技術(shù)、蛋白質(zhì)工程技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)等來研究和開發(fā)生產(chǎn)出傳統(tǒng)制藥技術(shù)難以獲得的生物藥品。生物制藥業(yè)是目前生物技術(shù)發(fā)展最活躍，進(jìn)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，21世紀(jì)是生物制藥行業(yè)飛速發(fā)展的時(shí)代。

關(guān)鍵字：生物技術(shù)制藥；研究進(jìn)展；現(xiàn)代生物技術(shù)；新技術(shù) 1 生物技術(shù)制藥現(xiàn)狀

現(xiàn)代生物技術(shù)是以基因?yàn)樵搭^，基因工程和基因組工程為主導(dǎo)技術(shù)，與其他高技術(shù)相互交叉、滲透的高新技術(shù)。生物技術(shù)制藥可以分為二類：一類是生化藥物，主要是運(yùn)用生物化學(xué)方法從生物體中分離．純化得到的一些生物活性物質(zhì)，如維生素、酶、核酸、激素等；另一類是生物醫(yī)藥，主要是以微生物、生物組織、人或動(dòng)物的血液等原料采用物理方法和生物化學(xué)工藝制得的生物活性制劑、血液制品、抗血清、抗毒素等。1.1 非基因工程生化物

此類藥物有腦蛋白水解物注射液、玻璃酸鈉、分子肝素鈣、分子肝素鈉、促肝細(xì)胞生長(zhǎng)素、蚓激酶、甘糖酯等共97種。1.2 先導(dǎo)化合物

以天然產(chǎn)物為先導(dǎo)化合物，通過組合化學(xué)技術(shù)合成大量結(jié)構(gòu)相關(guān)的物質(zhì)，建立有序變化的化合物庫，供藥物篩選和藥效關(guān)系研究用。1.3 生化制藥中先進(jìn)分離分析技術(shù)的運(yùn)用

多種層析（如親和層析、高效液相層析）、超速離心等技術(shù)的運(yùn)用，可成功地制得高純度的生化藥物。如尿激酶、胰島素、重組人胰島素、激肽釋放酶、輔酶A、肝素鈉等都是通過這種技術(shù)使藥效得到較大的提高。1.4 應(yīng)用生物技術(shù)、化學(xué)合成、結(jié)構(gòu)后修飾研究開發(fā)新藥

應(yīng)用上述技術(shù)系統(tǒng)綜合研制開發(fā)的新藥，主要有以下各類藥物：1）多糖類，如玻璃酸鈉、香菇多糖、低分子肝素等；2）酶及酶抑制劑類，如門冬酚胺酶、葡激酶、人胰蛋白酶抑制劑、膠原酶、降纖酶等；3）多肽類，如人降鈣素、鮭魚降鈣素等；4）細(xì)胞因子類，如白介素-

6、腫瘤壞死因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子、血小板生成素等；5）結(jié)構(gòu)后修飾類，如修飾門冬酚胺酶、修飾超氧化物歧化酶等。1.5 應(yīng)用生物技術(shù)改造傳統(tǒng)制藥工藝

微生物發(fā)酵是制藥工業(yè)生產(chǎn)微生物藥品的重要手段。微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物產(chǎn)生的特異酶完成特定的生化反應(yīng)，使有機(jī)物轉(zhuǎn)變成工業(yè)產(chǎn)品。由于生物藥品具有療效好、副作用小、且可大規(guī)模生產(chǎn)、利潤(rùn)極高、無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，受到各國(guó)政府重視，行業(yè)前景十分廣闊。

1.6目前生物制藥主要集中方向：

1.6.1腫瘤 在全世界腫瘤死亡率居首位，腫瘤是多機(jī)制的復(fù)雜疾病，目前仍用早期診斷、放療、化療等綜合手段治療。如應(yīng)用基因工程抗體抑制腫瘤，應(yīng)用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應(yīng)用基因治療法治療腫瘤(如應(yīng)用γ-干擾素基因治療骨髓瘤)。

1.6.2神經(jīng)退化性疾病

老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風(fēng)及脊椎外傷的生物技術(shù)藥物治療，胰島素生長(zhǎng)因子rhIGF-1已進(jìn)入Ⅲ期臨床。神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎，肌萎縮硬化癥，均已進(jìn)入Ⅲ期臨床。

1.6.3 自身免疫性疾病

許多炎癥由自身免疫缺陷引起，如哮喘、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、紅斑狼瘡等。一些制藥公司正在積極攻克這類疾病。如 Genentech公司研究一種人源化單克隆抗體免疫球蛋白E用于治療哮喘，已進(jìn)入Ⅱ期臨床。

1.6.4 冠心病

美國(guó)有100萬人死于冠心病，今后10年，防治冠心病的藥物將是制藥工業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。Centocor′s Reopro公司應(yīng)用單克隆抗體治療冠心病的心絞痛和恢復(fù)心臟功能取得成功，這標(biāo)志著一種新型冠心病治療藥物的延生。

2生物制藥研究新進(jìn)展

2.1 計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展

計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)利用了計(jì)算機(jī)快速、全方位的邏輯推理功能、圖形顯示控制功能，并將量子化學(xué)、分子力學(xué)、藥物化學(xué)、生物化學(xué)和信息科學(xué)結(jié)合起來，研究受體生物分子與藥物結(jié)合部位的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、藥物與受體復(fù)合物的構(gòu)型和立體化學(xué)特征、藥物與受體結(jié)合的模式和選擇性、特異性、、藥物分子的活性基團(tuán)和藥效構(gòu)象關(guān)系等，從藥物機(jī)理出發(fā)，改進(jìn)現(xiàn)有生物活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，快速發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化先導(dǎo)化合物，使其盡早進(jìn)入臨床前研究，減少傳統(tǒng)的新藥研究的盲目性，縮短。

2.2 組合化學(xué)與高通量篩選技術(shù)發(fā)展

組合化學(xué)是近20年發(fā)展起來的一種合成大量化合物的新方法，它是建立在高效平行的合成之上，在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)使用相同條件同時(shí)制備出多種化合物，建立各類化合物庫的策略。組合化學(xué)通常采用操作、分離簡(jiǎn)便的固相化學(xué)合成。液相化學(xué)合成技術(shù)也在快速發(fā)展和完善中。2.3 藥物手性合成技術(shù)發(fā)展

手性是自然界的本質(zhì)屬性。在生物體手性環(huán)境，如酶、受體、離子通道、蛋白質(zhì)、載體中，分子之間手性匹配是分子識(shí)別的基礎(chǔ)，受體與配體的專一作用，酶與底物的高度、區(qū)域、位點(diǎn)和立體催化專一性，抗原與抗體的免疫識(shí)別都與手性有關(guān)，同時(shí)藥物的生物應(yīng)答常受到手性影響，包括藥物在體內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、分配、位點(diǎn)活性的作用以及代謝和消除。2.4 藥物生物技術(shù)發(fā)展

生物技術(shù)藥物是指利用DNA重組技術(shù)或單克隆抗體技術(shù)或其它生物技術(shù)研制的蛋白質(zhì)、抗體或核酸類藥物，它是目前生物技術(shù)研究最為活躍的領(lǐng)域，給生命科學(xué)的研究和生物制藥工業(yè)帶來了革命性變化。未來生物技術(shù)的展望

研究和發(fā)展方向：我國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)的研發(fā)方向要結(jié)合傳統(tǒng)醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、腫瘤、心血管系統(tǒng)、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白質(zhì)和核酸。乙肝基因疫苗與單克隆抗體的研究開發(fā)、血液替代品的研究與開發(fā)、生物技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，如基因治療、生物人基因芯片、干細(xì)胞等。目前，我國(guó)已經(jīng)制定了明確的生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策，政府從上到下對(duì)生物技術(shù)研究開發(fā)的支持和政策扶持；國(guó)內(nèi)各大企業(yè)（包括民營(yíng)企業(yè)）對(duì)生物技術(shù)的關(guān)注和資金投入；我國(guó)金融界積極參與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是許多有實(shí)力的公司都參與了生物技術(shù)的開發(fā)；而我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域目前已經(jīng)匯集了一批自己培養(yǎng)和從國(guó)外歸來的具有高學(xué)歷、高素質(zhì)的科學(xué)家和企業(yè)家，這四方面的因素對(duì)于我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展起到了很重要的作用。由于生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)投資回報(bào)周期為5 年至8 年，而我國(guó)進(jìn)人生物工程領(lǐng)域的時(shí)間尚短，回報(bào)的周期尚未到來。預(yù)計(jì)到二十一世紀(jì)的前幾年將是我國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)的收獲季節(jié)。參考文獻(xiàn): [1] 沈鐵軍.提高中草藥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)幾點(diǎn)思考[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥, 1999, 10(11):9-10.[2] 劉詒.治療抑郁及相關(guān)病癥的植物提取物制劑[J].國(guó)外醫(yī)藥:植物藥分冊(cè), 2007, 22(5):223-225.[3] 姜倩倩, 劉京貞, 蘇瑞強(qiáng).單克隆抗體藥物進(jìn)展[J].藥物生物技術(shù), 2005, 12(4):270-274.[4] 胡顯文, 陳惠鵬, 湯仲明, 等.生物制藥的現(xiàn)狀和未來[J].中國(guó)生物工程雜志, 2005, 25(1):86-89.[5] 徐明波, 何瑋, 馬清鈞.生物技術(shù)藥品產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀及前景[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2003:35-43.[6[ 王立新.徐薇.關(guān)東慶C3d-P28增強(qiáng)乙肝病毒基因免疫誘導(dǎo)的特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答[期刊論文]-細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志 2003(03)[7] 米力.陳志南動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)蛋白的工藝選擇[期刊論文]-中國(guó)生物工程雜志 2003(07)[8] 張學(xué)文.章懷云干擾素γ誘導(dǎo)細(xì)胞抗病毒的分子機(jī)制[期刊論文]-湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2001

第五篇：生物技術(shù)在制藥行業(yè)中的應(yīng)用

生物技術(shù)在制藥行業(yè)中的應(yīng)用

摘 要：改革開放以來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)藥物的療效及質(zhì)量和安全問題也越發(fā)的重視，而很多傳統(tǒng)的藥物，在長(zhǎng)期被人們使用的前提下，已經(jīng)逐漸變得不能滿足現(xiàn)在人們的體質(zhì)以及在生病后的療效，在這期間生物技術(shù)（biotechnology）的問世，有針對(duì)性的解決了相關(guān)的問題；大量的生物技術(shù)應(yīng)用于藥品的生產(chǎn)上，開發(fā)新的藥品，以及對(duì)傳統(tǒng)藥物進(jìn)行改良，生物技術(shù)在制藥行業(yè)的作用也越發(fā)明顯。也使得人們?cè)谏『螅艿玫接行У乃幬镏委煛?/p>

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；制藥行業(yè)；應(yīng)用 生物技術(shù)（biotechnology）（生物工程）的理念

生物技術(shù)（biotechnology），也被人們稱作為生物工程，以現(xiàn)代生命科學(xué)為核心基礎(chǔ)，結(jié)合其他類別的基礎(chǔ)科學(xué)，并采用極為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，根據(jù)計(jì)劃，對(duì)生物體進(jìn)行改造或者是加工生物原料，進(jìn)而生產(chǎn)人們所需要的產(chǎn)品。

生物技術(shù)（biotechnology），利用動(dòng)植物體以及微生物對(duì)物質(zhì)原料進(jìn)行加工，并生產(chǎn)處相關(guān)產(chǎn)品，為社會(huì)服務(wù)。其主要分成現(xiàn)代生物技術(shù)以及發(fā)酵技術(shù)兩大類別。

生物技術(shù)可以說是，現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展以及和相關(guān)科學(xué)融合的產(chǎn)物，以DNA重組技術(shù)為根本，并包括了細(xì)胞工程、生化工程以及微生物工程和生物制品等。生物技術(shù)在制藥中的應(yīng)用

2.1 細(xì)胞工程制藥

就目前我國(guó)的生物技術(shù)（biotechnology）來講，有關(guān)于細(xì)胞工程還沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義以及范圍，通常認(rèn)為，細(xì)胞工程就是根據(jù)分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的原理，并采用細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行水平的遺傳操作。細(xì)胞工程大致上可以分為細(xì)胞質(zhì)工程以及染色體工程和細(xì)胞融合工程這三種。而歸根結(jié)底，細(xì)胞工程就是利用動(dòng)物以及植物的細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)而生產(chǎn)藥物的技術(shù)。例如，利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)可身纏人類生理活性因子以及疫苗和單克隆抗體等產(chǎn)品；再如利用植物細(xì)胞培養(yǎng)可以大量的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高的植物有效成分，提取藥材精華，也可以生產(chǎn)人類活性因子以及疫苗等重新組合DNA產(chǎn)品。

值得注意的是植物細(xì)胞培養(yǎng)并不會(huì)受到客觀的地理以及環(huán)境的影響，次級(jí)代謝的產(chǎn)物在產(chǎn)量上比較高。例如，人身皂苷在該組織培養(yǎng)中含量占干重的27%，而全株只有可憐的1.5%?，F(xiàn)在不少藥用植物，如三七和人參等的培養(yǎng)已經(jīng)有了系統(tǒng)化的研究，并且充分優(yōu)化了培養(yǎng)條件。值得慶賀的是人參細(xì)胞培養(yǎng)物的化學(xué)成分以及藥理活性，相比于種植人參并沒有明顯的差異。

關(guān)于細(xì)胞工程制藥技術(shù)，在國(guó)外一些相關(guān)的細(xì)胞工程制藥已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化的生產(chǎn)水平，例如美國(guó)的Phyto公司的紫杉醇的生產(chǎn)商已經(jīng)達(dá)到了75000L的生產(chǎn)規(guī)模，而日本植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器的規(guī)模達(dá)到了4000L～20000L的驚人地步。

除卻大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，不定根組織與毛狀根的培養(yǎng)也特別成功。例如培養(yǎng)的黃芪毛狀根的藥效與藥用黃芪不分上下，而在丹參毛狀根的培養(yǎng)上，其含有的丹參堿，能在分泌中得到培養(yǎng)。例如，希臘毛地黃細(xì)胞，在褐藻酸鹽的固定化培養(yǎng)中，可以將其中有毒物質(zhì)的毛地黃苷轉(zhuǎn)化成為地高辛，在利用紫草細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)出紫草寧等。而根據(jù)野生新疆雪蓮的輻射以及抗炎等作用，賈景明等相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了天然新疆雪蓮鎮(zhèn)痛以及抗炎和抗輻射與細(xì)胞培養(yǎng)的藥理實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)表明，新疆雪蓮細(xì)胞的培養(yǎng)物完全可以稱為野生新疆雪蓮的替代品，其藥效與野生新疆雪蓮幾乎相同，而該實(shí)驗(yàn)也取得了深入開發(fā)應(yīng)用的極高價(jià)值。而細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)甚至可以進(jìn)行如犀角等極為昂貴的藥用動(dòng)物器官的培養(yǎng)，在解決資源的短缺同時(shí)，有效的保護(hù)了稀有動(dòng)物的生存。

2.2 發(fā)酵工程制藥

生物技術(shù)中的發(fā)酵工程，又稱為微生物工程，是指利用現(xiàn)代生物工程的技術(shù)，利用微生物的相關(guān)特定功能，生產(chǎn)出對(duì)人類有用的產(chǎn)品，或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

發(fā)酵工程制藥是利用微生物的代謝過程，所生產(chǎn)藥物的生物技術(shù)。例如人們普遍認(rèn)知的抗生素、氨基酸以及維生素等。而發(fā)酵工程的制藥在研究也主要在微生物菌種的篩選和改良上，還有極為重要的產(chǎn)品后處理也就是分離純化。

在現(xiàn)如今的社會(huì)中，DNA的重組技術(shù)在微生物菌種改良上起到了舉足輕重的作用。在上世紀(jì)七十年代，細(xì)胞融合以及基因重組技術(shù)的飛速發(fā)展的情況下，發(fā)酵工程進(jìn)入了現(xiàn)代化的發(fā)酵工程階段。不僅僅是酒精類飲料以及醋酸和面包，并且豬腳生產(chǎn)了生長(zhǎng)激素以及胰島素等多種醫(yī)療保健藥物。

周曉燕等相關(guān)研究人員用精良選育的豬芩PU-99菌做生產(chǎn)菌株，在1t灌中生產(chǎn)，菌絲體重達(dá)2.3%，含粗多糖31%；該實(shí)驗(yàn)充分的利用了發(fā)酵工程，并在當(dāng)時(shí)得到了廣大的認(rèn)可。利用微生物成長(zhǎng)代謝來炮制中藥，比一般的物理或化學(xué)炮制手段更為優(yōu)越，能較大幅度的改變中藥的藥性，并且提高療效的同時(shí)，大大減輕毒副作用，使得中藥活性成分結(jié)構(gòu)提供了新的途徑。

2.3 酶工程制藥

酶工程是利用酶、細(xì)胞或者細(xì)胞器具有特殊催化功能，并使用生物反應(yīng)相關(guān)裝置以及通過一定的技術(shù)手段生產(chǎn)出的人類所需要的產(chǎn)品。這是一種酶學(xué)理論與化工技術(shù)兩相結(jié)合而形成的新型技術(shù)，現(xiàn)如今依舊有數(shù)十個(gè)國(guó)家采用了固定化酶以及固定化細(xì)胞，進(jìn)行藥品的生產(chǎn)。

酶工程可以說是現(xiàn)代生物技術(shù)組成的重要部分，酶工程制藥也是將酶用于藥品生產(chǎn)的技術(shù)。固定化酶可以全程合成藥物的分子，并且還能用于藥物的轉(zhuǎn)化。而我國(guó)就是充分的利用了微生物并使用兩步轉(zhuǎn)換法生產(chǎn)出了維生素C。

就我國(guó)的酶工程制藥來講，其主要研究方向在，各種酶（細(xì)胞）的固定化以及產(chǎn)藥酶的來源和酶反應(yīng)器還有相關(guān)的操作條件等?？梢哉f酶工程應(yīng)用具有極其廣闊的發(fā)展前景，該技術(shù)將使得整個(gè)發(fā)酵工業(yè)和化學(xué)合成工業(yè)發(fā)生巨大的變革。

2.4 基因工程制藥

基因工程是在基因的水平上，按照人類的需求，有針對(duì)性的涉及，并且按照設(shè)計(jì)的方案，生產(chǎn)出具有某種新的形狀的生物產(chǎn)品，并且使得其可以穩(wěn)定的遺傳給后代。基因工程的設(shè)計(jì)與與工程設(shè)計(jì)有些類似，既顯示出理學(xué)的特性，也具有工程學(xué)的特點(diǎn)。

工程制藥也是通過將DNA重組技術(shù)應(yīng)用到疾病的治療中，例如蛋白質(zhì)、酶以及肽類激素和其他藥物的基因轉(zhuǎn)移到宿主體內(nèi)，使得細(xì)胞繁殖，最終獲得相關(guān)的藥物。如苯丙氨酸以及絲氨酸和次生代謝的產(chǎn)物所制成的抗生素，通常是一些人體內(nèi)的活性因子，例如白細(xì)胞介素-2和胰島素以及干擾素等。

而目前我國(guó)基因工程的研究方向，主要在基因的鑒定以及克隆和基因載體構(gòu)建的產(chǎn)物的表達(dá)以及分離純化等。人類掌握基因工程技術(shù)在時(shí)間上雖說不是很長(zhǎng)，但已經(jīng)獲得了很多具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值極高的成果，而基因工程為現(xiàn)代生物技術(shù)組成的重要部分，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，都會(huì)在制藥中發(fā)揮出極大的作用。結(jié)束語

生物技術(shù)在制藥的應(yīng)用中，其地位是無法替代的，并且其影響力也不斷的擴(kuò)大。而生物技術(shù)也將在中西藥物的研制以及融合還有生產(chǎn)中的大部分環(huán)節(jié)得到廣泛的應(yīng)用；并且可以有效的保護(hù)相關(guān)的瀕危滅絕的草藥以及珍稀動(dòng)物，在批量生產(chǎn)高品質(zhì)的藥材的同時(shí)，還能提高其活性成分。而有效的利用現(xiàn)代生物技術(shù)可以使得制藥行業(yè)在藥品的質(zhì)量以及安全性上得到提高，最終使得制藥行業(yè)得到更為廣闊的發(fā)展。

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