第一篇：生物技術在環(huán)境保護和污染治理上的應用

生物技術在環(huán)境保護和污染治理上的應用

朱祺琪 社科1003 3100104077

【摘 要】我國是世界上環(huán)境污染最為嚴重的國家之一,從城市到鄉(xiāng)村,我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。本文針對我國目前生態(tài)環(huán)境狀況，論述了現(xiàn)代生物技術在治理環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境中的應用和發(fā)展前景。

【關鍵詞】現(xiàn)代生物技術 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護

【引言】當前我國社會經(jīng)濟仍然保持著高度發(fā)展的態(tài)勢,環(huán)境保護的壓力將進一步加重,由人類活動所造成的環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的惡化已成為制約我國社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的障礙。如何在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時控制環(huán)境污染,改善環(huán)境質(zhì)量,以實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之目標是我國目前亟待解決的重要問題。現(xiàn)代生物技術不但在凈化環(huán)境,減少污染和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮出重要的作用,還可以為保護人類生存環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展作出積極的貢獻。在環(huán)境治理中,生物技術因其投資少,處理效率高,運行成本低等優(yōu)點而得到廣泛的應用。

【正文】

一、我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

目前我國由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染，嚴重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境，使得水污染日益加劇，水資源嚴重短缺，全國600多個城市中已有一半城市缺水，農(nóng)村則有8 000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴重，耕地面積銳減，近10年來每年流失的土壤總量達50億t，土地荒漠化日益加??；森林覆蓋面積下降，草場退化，每年減少森林面積達2 500萬畝；人們的身體健康受到嚴重威脅，疾病發(fā)病率急劇上升。因此，加大環(huán)境保護和環(huán)境治理力度，加快應用高新技術，如現(xiàn)代生物技術來控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡，提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工作者的工作重點。

二、現(xiàn)代生物技術與環(huán)境保護

生物是構成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過程來完成的?？萍嫉陌l(fā)展也充分證明生物技術是環(huán)境保護的理想武器,這一技術在解決

環(huán)境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個純生態(tài)過程。生物技術在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點,受到了高度重視。隨著生物技術研究的進展和人們對環(huán)境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現(xiàn)代生物技術的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問題提供了希望。

目前生物技術應用于環(huán)境保護中主要是利用微生物。生物技術已是環(huán)境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術,其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復等環(huán)境保護的各個方面,發(fā)揮著極為重要的作用。應用環(huán)境生物技術處理污染物時,最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。特別是現(xiàn)代生物技術的發(fā)展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發(fā)展和應用,大大強化了上述環(huán)境生物處理過程,使生物處理具有更高的效率。美國環(huán)保局(EPA)在評價環(huán)境生物技術時也指出“生物治理技術優(yōu)于其他新技術的顯著特點在于其是污染物消除技術而不是污染物分離技術”

三、現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的具體應用

1、污水的生物凈化

污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等。

2、污染土壤的生物修復

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結構，這將有助于土壤的固定，遏制風蝕、水蝕等作用，防止水土流失。

3、白色污染的消除

“白色污染”是指被拋棄在環(huán)境中的廢塑料包裝物及廢農(nóng)膜對自然景觀和生態(tài)環(huán)境造成的破壞。據(jù)資料顯示,目前我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右,約45000km2面積的廢農(nóng)膜殘存在土壤中,若再不采取相應措施,將會嚴重影響我國生態(tài)和環(huán)境,研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。而利用現(xiàn)代生物技術消除白色污染的途徑有:

(1)利用生物工程技術可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌。

(2)利用生物工程技術可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如:根瘤菌)中,使兩者同時發(fā)揮各自的作用,將塑料和農(nóng)膜迅速降解。

(3)大力研發(fā)可降解塑料和地膜。降解塑料具有與普通塑料同樣的使用功能,但在完成其使用功能而被廢棄后,其化學結構可以在某些條件下發(fā)生變化,使高分子分解成分子量較小的分子,最后,被自然環(huán)境所同化。降解塑料有三類:光降解塑料、生物降解塑料及雙降解塑料。目前在世界上降解塑料還遠遠沒有得到大規(guī)模使用。開發(fā)使用降解塑料也只能作為解決白色污染的輔助措施。

4、化學農(nóng)藥污染的消除

一般情況下，使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的，經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對環(huán)境污染的一個重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物，有的是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥，這種途徑的降解結

果比較復雜，有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應，就需要用基因工程的方法對已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進行改造，改變其生化反應途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農(nóng)藥的污染，最好全面推廣生物農(nóng)藥。

5、其他污染的治理

除了上述污染，現(xiàn)代生物技術還衍生出了城市有機垃圾的處理技術、生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術、含油污高新生物處理技術等等。

四、結語

綜上所述,現(xiàn)代生物技術是環(huán)境保護廣泛應用和十分重要的技術,其在污水的生物凈化、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質(zhì)的降解、廢物資源化、環(huán)境生物監(jiān)測、環(huán)境修復和污染嚴重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境保護的高度重視和越來越嚴厲的環(huán)境法,市場對環(huán)境生物技術的需求會越來越廣泛,且隨著現(xiàn)代生物技術的不斷發(fā)展,在未來的社會發(fā)展中,運用現(xiàn)代生物技術預防和治理環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境具有巨大的潛力和優(yōu)勢。

【參考文獻】

《環(huán)境生物學》孔繁翔

《現(xiàn)代生物技術在環(huán)境工程中的應用》馮玉杰

《環(huán)境生物技術》陳堅

第二篇：淺談環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用及其發(fā)展趨勢

環(huán)境生物學原理及應用

淺談環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用及其發(fā)展趨勢

葛露萍 ***3 【摘要】：環(huán)境生物技術是一門由現(xiàn)代生物技術與環(huán)境工程相結合的新興交叉學科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術系統(tǒng)?，F(xiàn)如今隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，城市在不斷更新，隨之衍生出很多的環(huán)境問題，環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中發(fā)揮了重要作用，并且希望通過進一步研究發(fā)展，更深一步開發(fā)環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用，從而達到在環(huán)保的同時能夠促進環(huán)境、社會、經(jīng)濟三者協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

【關鍵詞】：環(huán)境生物技術 環(huán)境保護 高效凈化 可持續(xù)發(fā)展

環(huán)境生物學原理及應用

【Abstract】：Environmental biotechnology is an emerging research field by modern biotechnology and environmental engineering are combined, directly or indirectly using the intact organisms or organisms in some part or some function, set up to reduce or eliminate pollutants produced in the production process, or to the environmental pollution and high purifying technology and artificial system for production of useful substances.Nowadays, with the rapid economic and social development in the city, constantly updated, derived from many environmental problems, environmental biotechnology has played an important role in environmental protection, and hope that through further research and development, application of a deeper development of environmental biotechnology in environmental protection, so as to promote the social and economic environment, can the three coordinated sustainable development in environmental protection at the same time.【Key words】：Environmental Biotechnology Environmental protection High efficiency purification Sustainable development

環(huán)境生物學原理及應用

一、引言

環(huán)境生物技術(Environmental Biotechnology)簡稱EBT，是近20年來才定義的新型邊緣學科。環(huán)境生物技術主要由生物技術、工程學、環(huán)境學和生態(tài)學組成。一般認為生物工程即生物技術，是指綜合應用生物學、化學和工程學等手段，直接或間接地利用生物體本身，生物體某些組分或某些特殊機能，生產(chǎn)有用物質(zhì)的一門綜合性科學體系。根據(jù)1919 年生物技術歐洲協(xié)會(European Federation of Biotechnology)之定義,「環(huán)境生物技術」是指生物化學,微生物學及工程技術相結合之整合性科學.主要目的是利用微生物,動物或植物應用于農(nóng)業(yè),環(huán)境,工業(yè)及健康照顧這些方面,以發(fā)展永續(xù)事業(yè)。

二、環(huán)境生物技術的形成與發(fā)展

19世紀末，生物濾池的出現(xiàn)和1914年W.Lockett和E.Arden發(fā)明的“活性污泥法”被視為環(huán)境生物技術的開端。20世紀五六十年代，由于工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，隨之而來的環(huán)境污染尤其是水污染加劇，直接促進了環(huán)境生物技術的發(fā)展。現(xiàn)代生物技術向環(huán)境科學與工程的滲透促進了環(huán)境生物技術的產(chǎn)生。80年代后期，分子生物技術已廣泛應用于環(huán)境污染治理，特別是在可降解微生物及其降解機理方面進行了更深一步的研究。1994年，由美國生物工業(yè)組織（BIO）和白宮國家科學技術委員會共同組織的可持續(xù)環(huán)境生物技術大會上提出了基因工程微生物、優(yōu)選微生物和生物傳感技術中可利用菌類等三大最新的發(fā)展技術。1995年，美國國家科學和技術委員會發(fā)表的《21世紀生物技術新方向》藍皮報告，將環(huán)境保護和環(huán)境生物技術列在了重要地位。在此之后又召開兩屆國際環(huán)境生物技術大會。這些事實不僅表明了環(huán)境生物技術的形成、發(fā)展及演變與世界各地出現(xiàn)的一系列環(huán)境污染問題有著密切的聯(lián)系，而且充分顯示出世界各國對環(huán)境保護和環(huán)境生物技術的高度重視。

三、環(huán)境生物技術的層次（1）低層次的環(huán)境生物技術

包括氧化塘、人工濕地、厭氧發(fā)酵等。（2）中層次的環(huán)境生物技術

如污水處理的活性污泥法和生物膜法等。（3）高層次的環(huán)境生物技術

環(huán)境生物學原理及應用

高層次的環(huán)境生物技術體現(xiàn)在防治污染方面，是一種以基因工程作為主導的，通過基因工程構建高效降解殺蟲劑、除草劑以及多環(huán)芳烴類化合物污染的基因工程菌，從而創(chuàng)造出抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。

四、環(huán)境生物技術的特點

速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和這些都是環(huán)境生物技術在處理環(huán)境污染物方面的優(yōu)點，而且它在處理過程中不會產(chǎn)生二次污染，這些都是其他技術不可比擬的。隨著環(huán)境生物技術的逐步發(fā)展，技術研究的進一步深化以及人們對環(huán)境問題進一步深刻認識的前景下，環(huán)境問題的根治有了希望。環(huán)境生物技術針對環(huán)境污染治理上的有如下特點：

（1）環(huán)境生物技術處理污染物是對降解破壞污染物的分子結構,降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,進行最大程度上的生物再利用。通過這一過程盡可能做在減輕人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染程度的同時又對廢棄物進行了資源化利用。

（2）另一方面,環(huán)境生物技術處理污染物的過程是將污染物質(zhì)一步到位直接轉(zhuǎn)化成無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),如CO2、H2O、N2和CH4等。具體如芳香烴的分解，芳香烴具有普遍的生物毒性，但在低濃度范圍內(nèi)，它們可以不同程度的被微生物分解。

（3）環(huán)境生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程,通常是在常溫、常壓下可進行,過程簡單,成本低廉,可連續(xù)化操作,并可節(jié)約能源,減少環(huán)境污染。

（4）隨著社會科學的不斷發(fā)展，將會出現(xiàn)很多常規(guī)技術和傳統(tǒng)方法不能解決的環(huán)境污染問題，這時候環(huán)境生物技術就可發(fā)揮作用。

（5）新物種、新品種和其他有經(jīng)濟價值的生命類型的不斷創(chuàng)造發(fā)明也需要環(huán)境生物技術提供支持。

五、環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用

環(huán)境生物技術是環(huán)境保護的理想武器。環(huán)境生物技術是利用生物的生理活動高效凈化污染環(huán)境，以及將污染物轉(zhuǎn)化為資源的人工技術系統(tǒng)。

在最近十年來，隨著環(huán)境生物技術的迅速發(fā)展，它的研究領域的不斷擴大，通過工程實踐結果表明其可以在兼顧經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的基礎上有效地解決解決復雜環(huán)境污染問題。

在減輕人類生產(chǎn)活動產(chǎn)生的環(huán)境污染的過程中，原則上可以通過生物降解環(huán)境生物處理技術的產(chǎn)物或副產(chǎn)物來作為資源的二次利用。通過生物處理技術還可以進行大

環(huán)境生物學原理及應用

規(guī)模操作，比如一些大容積的生化曝氣池和生物濾池，它們的處理效果也其他處理工藝所不可比擬的。再者，污染物的處理場所也可以用生物方法就地制宜，比如利用一些天然水塘或者是土壤層這樣的便利，如此一來，處理費用就可以大大地降低了。

1、環(huán)境生物技術在治理環(huán)境污染上的表現(xiàn)

（1）對污水進行生物凈化。

污水中存在著大量的有毒物質(zhì)，其中包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。而要使污水得到凈化，去除污水的毒害作用并轉(zhuǎn)化污水中的有毒物質(zhì)為有益的無毒物質(zhì)，則可以通過微生物通過自身的生命活動來消除這些。比如現(xiàn)在廣為使用的生物凈化污水的方法之一就是固定化酶和固定化細胞技術處理污水，而學術上所謂的酶工程技術就是這個固定化酶和固定化細胞技術。而要得到催化一系列生化反應的固定化細胞則是需要用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，而微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，其中固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，通過固定微生物細胞即可達到效果。在這方面國內(nèi)外有很多成功的例子可以形象貼切地展現(xiàn)運用固定化酶和固定化細胞高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等類似污染的效果。在實際應用于廢水處理的技術中，近幾年來，我國取得較大進展的便是運用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)，比如對于含100mg/L廢水，通過固定化酵母細胞降解含酚，降解率和酶活性保存率都在90%以上。

（2）對污染土壤進行生物修復。

造成土壤污染的主要污染物是重金屬污染。利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性的過程就是對重金屬污染進行生物修復。它的原理是:運用改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)的這種生物作用(如酶促反應)，固定或解毒重金屬，使得重金屬在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性得到降低，對其進行生物吸收和代謝，從而達到削減、凈化與固定重的目的。為了固定土壤，防止水土流失，遏制風蝕、水蝕等污染土壤的行為，可以通過生物修復來增加土壤有機質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，從而改善土壤的生態(tài)結構來完成。

（3）去除白色污染。

現(xiàn)如今，環(huán)境污染的重要成分當屬很難化解的廢棄塑料和農(nóng)用地膜。因此為了將塑料和農(nóng)膜迅速降解，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)可以運用生物工程技術廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌，與此同時還可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如：根瘤菌)中，使兩者同時發(fā)揮各自的作用，從而達到預期目的。

環(huán)境生物學原理及應用

（4）去除化學農(nóng)藥的污染。

目前，農(nóng)藥對環(huán)境的污染也變成不可忽視的一方面。而消除化學農(nóng)藥的污染也可運用微生物降解來完成。能降解農(nóng)藥的微生物也分很多。一般不會帶來副作用的比較徹底的降解途徑則是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO 和H O；而另外一種正面效應與有負面效應并存的途徑的降解結果相對比較復雜，它是通過共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥。因此為了獲得最佳的降解、除毒效果，就需要利用基因工程的方法改造已知有降解農(nóng)藥作用的微生物，是的其生化反應途徑改變，從而來規(guī)避負面效應。當然，全面推廣生物農(nóng)藥將是最好的徹底消除化學農(nóng)藥污染的方案。

這里把由生物體產(chǎn)生的針對農(nóng)業(yè)有害物質(zhì)進行殺滅或抑制的一大類物質(zhì)總稱為生物農(nóng)藥，它們多是生物體的代謝產(chǎn)物（信息素，生長素，萘乙酸等），主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。微生物殺蟲劑，主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。許多因素限制了生物農(nóng)藥的成長，長期以來都沒有得到廣泛的使用。然而隨著科學技術的迅速發(fā)展，生物農(nóng)藥的范疇不斷擴大，涉及到動物、植物、微生物中的許多種類及多種與生物有關的具有農(nóng)藥功能的物質(zhì)，如植物源物質(zhì)、轉(zhuǎn)基因抗有害生物作物、天然產(chǎn)物的仿生合成或修飾合成化合物、人工繁育的有害生物的抗結生物、信息素等?，F(xiàn)在人們?yōu)榱颂岣邭⑾x效果正在利用重組DNA技術克服其缺點，例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是改造桿狀病毒基因工程，人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達到殺死害蟲的目的。

2、環(huán)境生物技術的預防環(huán)境污染上的應用

預防環(huán)境污染則是從根源杜絕污染物的產(chǎn)生，一是把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物轉(zhuǎn)化成能源或副產(chǎn)品，這個可以通過分子遺傳技術篩選特定菌種來達成目標，比如微生物化肥；為了清潔生產(chǎn)，減少化學無機品的用量，則可以通過利用DNA重組及蛋白質(zhì)工程技術快速生成特定的酶，應用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)來達成。二是在實際生產(chǎn)中將會大量地把對環(huán)境存在污染或者污染威脅的環(huán)境物質(zhì)(如化學制成品的農(nóng)藥、化肥等)用生物農(nóng)藥、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物產(chǎn)品來替代。這一過程是運用分子微生物族群、基因技術、DNA修復改變某些物質(zhì)的分子結構使其具有可降解性或加速自然降解的速度。

環(huán)境生物學原理及應用

六、環(huán)境生物技術的發(fā)展趨勢

（1）環(huán)境生物技術逐漸受到全球普遍重視和采用

自20世紀70年代以來，各種大規(guī)模的科研活動就在一些發(fā)達國家開展起來，生物技術在環(huán)境領域的應用被十分重視，一定程度上推廣了環(huán)境生物技術。進入21世紀后通過已經(jīng)開發(fā)的一系列的環(huán)境生物技術及其產(chǎn)品在污水處理、大氣凈化及污染環(huán)境介質(zhì)治理等方面取得了成效。至此，大量實用性的環(huán)境生物技術研究成果在英、法、德、荷等國已被應用于實際生產(chǎn)生活，其中一些產(chǎn)品甚至已經(jīng)被商業(yè)化。比如在荷蘭自環(huán)境生物技術被應用以來已經(jīng)有6000多處污染地通過它得到治理與恢復。目前眾多的國家普遍認識到環(huán)境生物技術的重要性，由此這門新型邊緣學科逐步躋身發(fā)達國家優(yōu)先發(fā)展及應用的環(huán)境保護的新技術行列。（2）環(huán)境生物技術產(chǎn)業(yè)化步伐加快、前景廣闊

隨著全球范圍對環(huán)境保護的高度重視和越來越嚴厲的環(huán)境法，市場對環(huán)境生物技術的需求越來越廣泛。目前，國際上許多環(huán)境生物技術成果己進入商品化、產(chǎn)業(yè)化。生物技術逐漸被應用到各個領域，比如前不久才在華中農(nóng)業(yè)大學國際交流中心召開的“農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化應用 專題會”針對生物技術在農(nóng)業(yè)領域的應用發(fā)展展開了一系列的討論研究，進一步促進生物技術在農(nóng)業(yè)方面的推廣。另一方面生物技術是水污染控制中最成熟，也是最富有挑戰(zhàn)性的技術，占據(jù)著國外的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的重要位置。多年來，由于全球范圍的濫用化學品，特別是殺蟲劑，造成了大規(guī)模的水體、土壤污染，對其治理和恢復也將成為一個巨大的市場。做一個保守的預估，環(huán)境生物技術在全球市場上的占比在未來十年內(nèi)將達到一個前所未有的高度。不久前，2016生物技術革新助力“健康中國”論壇在大連召開，中外專家圍繞生物科技發(fā)展、核苷酸等生物基因技術創(chuàng)新，就當前生物技術創(chuàng)新的發(fā)展方向、前沿科研成果進行了交流，并對《“十三五”生物技術發(fā)展專項規(guī)劃》提出了意見和建議，對通過生物技術創(chuàng)新應對中國存在的健康隱患，以及核苷酸營養(yǎng)與健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等話題進行了研討。與會專家均認為，生物技術創(chuàng)新是中國邁向世界科技強國建設的重要抓手和重大戰(zhàn)略任務。建議“十三五”期間我國生物技術規(guī)劃應重視健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要把生物技術領域核心、前沿的技術和產(chǎn)業(yè)化應用結合起來，形成能夠領先世界的生物技術，改善人民生活和健康狀態(tài)。放眼全球市場，在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的前景下，新污染治理的需要，新技術、新工藝設備不斷出現(xiàn)，并產(chǎn)業(yè)化，數(shù)十項環(huán)境生物技術產(chǎn)品已獲得有關國家政府部門的許可，并進行野外應用實驗。一些國家還成立了相當數(shù)量的環(huán)境生物技術專業(yè)公司，并且部分產(chǎn)品已占領了國際市場。

環(huán)境生物學原理及應用

七、結語

綜上所述，環(huán)境生物技術具有廣闊的市場前景。生物產(chǎn)業(yè)是國家確定的面向未來發(fā)展的一項戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。我國是污染嚴重的國家，我們要構建一個有利于環(huán)境生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境，同時最大限度地減少和預防與這些技術伴生的對人類和環(huán)境的危害。隨著科技的進步，生物科學和生物工程、以及生物技術將被越來越廣泛地應用于生物多樣性保護、人類健康、環(huán)境污染防治和環(huán)境、經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，并且在攻克環(huán)境保護的科技難關中有極其重要的作用，期待更進一步的研發(fā)。2l世紀，實現(xiàn)生物多樣性保護，合理開發(fā)生物資源，有效利用生物技術，必將是本世紀的重要課題。

環(huán)境生物學原理及應用

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環(huán)境生物學原理及應用

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第三篇：環(huán)境生物技術與環(huán)境保護

環(huán)境生物技術與環(huán)境保護

日期：2009-12-25來源：2008字體大?。捍笾行?/p>

環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。因此，環(huán)境保護也就是為了保障人類的生存和發(fā)展，人類社會就環(huán)境的維持和改善所采取的行政、法律、經(jīng)濟、科學技術等多方面的措施和進行的積極活動。20世紀中葉以來，環(huán)境問題已經(jīng)成為整個地球的一大危機，人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境受到了嚴峻挑戰(zhàn)，資源的迅猛開發(fā)與濫采濫用，使其日益枯竭，生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重破壞，造成了各種污染事故頻頻發(fā)生。環(huán)境問題已經(jīng)成為當今人類面臨的全球性問題之一，引起了各國的普遍關注。1983年底，國務院宣布“環(huán)境保護是中國的一項基本國策”。環(huán)境保護是跨經(jīng)濟、社會、技術等學科的綜合性科學。環(huán)境保護研究人體健康、人類生產(chǎn)和生活環(huán)境的舒適程度，以及自然資源保護和生態(tài)系統(tǒng)平衡。環(huán)境保護的基本任務是保護和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害，保障人體健康，保護自然資源，促進社會主義現(xiàn)代化建設的發(fā)展。環(huán)境保護強調(diào)以防為主，防治結合，強調(diào)加強環(huán)境法制工作，推行總量控制、清潔生產(chǎn)等對策，并實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。面對隨經(jīng)濟的飛速發(fā)展而日益加劇的環(huán)境污染狀況，如何保護環(huán)境、合理有效地處理環(huán)境污染物已迫在眉睫。采用傳統(tǒng)的物理、化學方法可達到一定的除污凈化效果，但成本高、過程繁瑣，并易造成二次污染。近年來，利用微生物等環(huán)境生物技術處理環(huán)境污染物，所具有的安全、高效、廉價的優(yōu)點，逐漸引起人們的重視。1 環(huán)境生物技術的產(chǎn)生和發(fā)展 環(huán)境生物技術(Environmental Biotechnology)是一門現(xiàn)代生物技術與環(huán)境工程相結合的新興交叉學科，主要由生物技術、工程學、環(huán)境學和生態(tài)學組成，是一門綜合性科學體系，涉及多種學科，它的產(chǎn)生和發(fā)展反映了基礎科學研究的最新成果，同時也體現(xiàn)了工程科學開拓出來的新技術和新工藝，代表了環(huán)境工程技術的發(fā)展方向。在環(huán)境工程研究領域，一般將19世紀末生物濾池的出現(xiàn)和1914年w．T．Loekett和．E．Arden發(fā)明“活性污泥法”作為環(huán)境生物技術的開端。20世紀五、六十年代，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展所帶來的環(huán)境污染尤其是水污染的加劇，直接刺激和促進了環(huán)境生物技術的發(fā)展；70年代 Chakrabaty等人成功構建了含有多種降解質(zhì)粒的“超級細菌”，為80年代環(huán)境生物技術的發(fā)展奠定了基礎；1981年，歐洲生物技術聯(lián)盟(EFB)首次將環(huán)境生物技術用于設立環(huán)境生物技術專門機構的名稱，并將控制污染的生物技術概稱為環(huán)境生物技術；1983年，美國在西雅圖召開了首屆“利用基因控制污染”的環(huán)境生物技術專題會議。進入90年代以后，環(huán)境生物技術更是引起了更多的注意并得到了充分的發(fā)展。1994年美國生物工業(yè)組織(BIO)

和白宮國家科學技術委員會共同組織的可持續(xù)環(huán)境中生物技術大會上提出了基因工程微生物、優(yōu)選微生物和生物傳感技術中可利用菌類等3大最新發(fā)展技術領域；1995年，美國國家科學和技術委員會發(fā)表的名為《2l世紀生物技術新方向》的藍皮報告中將環(huán)境保護和環(huán)境生物技術列在了很重要的地位；1996年在美國和2000年在日本召開的兩屆國際環(huán)境生物技術大會上，也都充分展現(xiàn)了世界各國對環(huán)境保護和環(huán)境生物技術研究的重視。2環(huán)境生物技術的研究內(nèi)容與特點 國外學者認為生物技術中的三個部分屬于環(huán)境生物技術范疇：一是在環(huán)境中應用的生物技術，二是涉及到環(huán)境中的某些可看作為一個生物反應器部分的生物技術，三是作用于一些必定要進入環(huán)境的材料的生物技術。從國內(nèi)外的研究可以發(fā)現(xiàn)，目前環(huán)境生物技術的主要研究內(nèi)容包括四個方面：降解污染物的工程菌和抗污染型轉(zhuǎn)基因植物的相關研究，環(huán)境友好材料生物合成技術的相關研究，危險性化合物的降解和污染場地的生物補救研究，以及廢物強化處理技術研究。應用環(huán)境生物技術處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮氣而且能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。因此環(huán)境生物技術具有速度快、消耗低、效率高、成本低以及無二次污染等顯著優(yōu)點，是環(huán)保中應用最廣的、最為重要的單項技術。美國環(huán)保局(EPA)在評價環(huán)境生物技術時指出“生物治理技術優(yōu)于其他新技術的顯著特點在于它是污染物消除技術而不是污染物分離技術”。據(jù)美國環(huán)保局估算，美國現(xiàn)有的化學工業(yè)若有5％為生物過程取代，污染防治費用可降低約1億美元。生物技術的產(chǎn)品或副產(chǎn)品基本上可以快速生物降解，并且可以作為營養(yǎng)源加以利用。利用生物修復技術凈化環(huán)境，可使受污染的寶貴資源如水資源、土壤等得以重新利用，還可進一步強化環(huán)境的自凈能力。3環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用 3．1 生物監(jiān)測技術在環(huán)保領域中的應用 應用酶聯(lián)免疫技術、PCR技術、電子顯微技術、基因差異顯示技術、生物傳感器、基因探針、生物芯片等現(xiàn)代生物技術對環(huán)境進行監(jiān)測與評價，是近年來國內(nèi)外科學工作者研究的熱點，研究報道也日益增多。應用酶聯(lián)免疫技術檢測分析環(huán)境中的農(nóng)藥及其代謝物是90年代的一項新技術。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等農(nóng)藥以及多氯聯(lián)苯、二惡英、抗菌素等污染物的酶聯(lián)免疫分析方法，其中用于現(xiàn)場快速分析的酶免疫試劑盒已商品化。此技術具有快速靈敏，費用低，特異性強和適于現(xiàn)場大量樣品分析等優(yōu)點。我國在環(huán)境污染的生物監(jiān)測方面也取得了一些新進展。一是廣泛開展了生物監(jiān)測方法的研究；二是各種生物綜合監(jiān)測指標的研究；三是利用生物監(jiān)測手段和評價環(huán)境質(zhì)量。我國華東師大吳自榮等同志利用冷凍干燥的發(fā)光細菌的發(fā)光強度隨水質(zhì)污染程度而變化的特點，研究提出了上海蘇州河水質(zhì)發(fā)光細菌測試和評價方法。3．2廢水生物處理技

術我國的水污染十分嚴重，高濃度有機物廢水的處理是我國水污染治理的重點難題。污水中有毒物質(zhì)的成分十分復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì)，使污水得到凈化。應用遺傳工程技術構建符合人們需要的微生物高效菌以及具有降解多種污染物功能的超級菌，可以提高對污染物的降解能力、加快降解速度，以增強凈化污水的效力。如微生物高效菌能夠?qū)⑶杌?氰化鉀、氰氫酸、氰化亞銅等)分解成二氧化碳和氨；利用專門分解硫化物的微生物可以從廢水中回收硫磺；利用能夠降解石油烴的超級菌以清除油對水質(zhì)的污染等。還可以將大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥，用來分解和吸附廢水中的有毒物質(zhì)，污水凈化后沉積的污泥中存在豐富的氮、磷、鉀等元素，是很好的有機肥料。3．3大氣污染的生物處理隨著現(xiàn)代工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量有毒、有害氣體被排出，嚴重污染環(huán)境。微生物對污染物能較快地適應，并可使廢物、廢氣得到降解和轉(zhuǎn)化。同傳統(tǒng)空氣污染控制技術如活性炭吸附、濕法洗滌和燃燒等相比，微生物法以其處理效果好、投資及運行費用低、易于管理等優(yōu)點，逐漸應用于空氣污染控制中。近年來，采用把煤的物理選煤技術之一的浮選法和微生物處理相結合的方法而把煤和黃鐵礦分開，進而達到脫硫。美國利用CBl菌株可脫去18％一47％的有機硫。捷克斯洛伐克1991年在其北部三個露天煤礦用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫，平均能脫去無機硫78．5％0有機硫23．4％。德國和荷蘭用生物膜過濾器處理含硫化氫廢氣，其控制效率達90％以上。新西蘭、英國、日本和美國也有在工業(yè)上規(guī)模應用的報導。3．4 固體廢物的生物降解在眾多的處理方法中(如堆肥、焚燒、熱處理等)，生物處理具有成本低、運行費用低、操作簡單、易管理等優(yōu)點。城市垃圾的“生物反應堆”理論就是其中的一種，它與傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋相反，允許適量的水分進入填埋場，增加濕度，為微生物的生長和繁殖提供有利的條件，從而加速固體廢物的降解和穩(wěn)定。(1)好氧生物處理好氧生物處理是利用好氧微生物在有氧條件下的代謝作用，將廢物中復雜的有機物分解成二氧化碳和水，其重要條件是保證充足的氧氣供應、穩(wěn)定的溫度和水。實際工程中就是在填埋場中注人空氣或氧氣，使微生物處于好氧代謝狀態(tài)。(2)厭氧生物處理厭氧生物處理是利用在無氧條件下生長的厭氧或兼性微生物的代謝作用處理廢物，其主要降解產(chǎn)物是甲烷和二氧化碳等，一般需要保證溫度、無氧或低溶解氧濃度。(3)準好氧處理準好氧填埋場的主要設計與運行思想是使?jié)B濾液集水溝水位低于滲濾液集水干管管底高程，使大氣可以通過集水干管上部空間和排氣通道，使填埋場具有某種好氧條件。準好氧處理靠垃圾分解產(chǎn)生的發(fā)酵熱造成內(nèi)外溫差，使空氣流自然通過填埋

體，促進垃圾的分解和穩(wěn)定。準好氧填埋有如下優(yōu)點：第一，它不需要強制通風，節(jié)省能量；第二，滲濾液產(chǎn)生后被迅速收集，減少了對地下水的污染；第三，相對于厭氧處理，垃圾穩(wěn)定得更快，危險氣體，如CH4，H2S等的產(chǎn)量降低。(4)混合生物處理 混合生物處理是既有好氧又有厭氧的生物處理方法，是在填埋下一層垃圾之前好氧處理30一60d，其目的是讓垃圾盡快經(jīng)過產(chǎn)酸階段為進入?yún)捬醍a(chǎn)甲烷階段做準備。這種方法主要的優(yōu)點在于把厭氧的操作簡單和好氧的高效率有機地結合起來了，增加了對揮發(fā)性有機酸、對空氣具危害性的污染物的降解，其主要特點是降解速度快。3．5 土壤污染的生物修復 生物修復技術是80年代以來出現(xiàn)和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術，主要是利用生物獨特的分解有機物質(zhì)的能力，去除污染環(huán)境如土壤中的污染物，達到清除污染的目的。生物修復主要包括植物修復和微生物修復。近20年來，人們認識到植物吸收可以作為各種污染物的生存介質(zhì)包括土壤等的凈化技術開發(fā)。目前已經(jīng)有利用沙漠植物修復科威特石油污染的土壤的研究工作。而微生物的修復工作更是顯得多種多樣，可以被廣泛的用來去除土壤等介質(zhì)中的石油污染、有機氯化物污染、聚合物污染和重金屬污染等多種污染物，并且具有典型的處理速度快、經(jīng)濟、無二級污染的特點。3．6環(huán)境生物技術在預防污染上的應用(1)利用分子遺傳技術篩選特定菌種將產(chǎn)品生產(chǎn)過程的廢棄物直接轉(zhuǎn)化為能源或副產(chǎn)品，如微生物化肥；利用DNA重組及蛋白質(zhì)工程技術快速生成特定的酶，應用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少化學無機品用量，從而達到清潔生產(chǎn)的目的。(2)利用分子微生物族群、基因技術、DNA修復改變某些物質(zhì)的分子結構使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物農(nóng)藥、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物產(chǎn)品將會大量應用到生產(chǎn)實際當中，逐步取代對環(huán)境存在污染或者污染威脅的環(huán)境物質(zhì)的使用(如化學制成品的農(nóng)藥、化肥等)。4結束語 隨著科技的進步，生物科學和生物工程、以及生物技術將被越來越廣泛地應用于生物多樣性保護、人類健康、環(huán)境污染防治和環(huán)境、經(jīng)濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，同時在攻克環(huán)境保護的科技難關中有廣闊的發(fā)展前景。2l世紀，實現(xiàn)生物多樣性保護，合理開發(fā)生物資源，有效利用生物技術，必將是本世紀的重要課題。我國是污染嚴重的國家，我們要構建一個有利于現(xiàn)代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境，同時最大限度地減少和預防與這些技術伴生的對人類和環(huán)境的危害。安徽農(nóng)學通報，2007(3)王 丹(巢湖職業(yè)技術學院生物技術系，安徽巢湖238000)

第四篇：生物技術及應用專業(yè)

生物技術及應用專業(yè)

培養(yǎng)目標：

本專業(yè)培養(yǎng)具有系統(tǒng)的生物技術基本理論、基本知識、基本技能的人才，受到嚴格的科學思維訓練，了解生物技術及相關學科的發(fā)展和前沿，具備從事與分子生物學、細胞工程、發(fā)酵技術、食用菌栽培、農(nóng)產(chǎn)品加工等生物技術有關的研究、開發(fā)與管理的基本能力，能適應社會需求且有一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)潛力的高端技能型專門人才。

主干課程：

生物化學、細胞生物學、遺傳學、分子生物學、微生物學、細胞工程、發(fā)酵技術、食用菌栽培、酶應用技術、農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工技術、生物農(nóng)藥與肥料等。

就業(yè)方向：

畢業(yè)生主要就業(yè)領域為生物技術方面的應用技術開發(fā)領域、食品加工、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)境保護、生物化工等領域；有關科研院所和大專院校的實驗工作、食用菌工廠、花卉苗木公司及在應用生物技術、食品發(fā)酵、植物與細胞組織培養(yǎng)等領域。

第五篇：生物技術在園藝作物上的應用

生物技術在園藝作物上的應用

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

生物技術的種類包括：（1）基因工程

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

（3）酶工程，包括酶的固定化技術、細胞的固定化技術，酶的修飾改造技術及酶反應器的設計等技術。

（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)的理論基礎與基本技術

（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（包括營養(yǎng)、激素、溫度、光照、濕度）進行培養(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

1.植物細胞全能性（Cellular totipotency）：

定義：任何具有完整細胞核的植物細胞，都擁有形成一個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：生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。差異：（1）受精卵的全能性最高；

（2）受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞的低。

全能性體現(xiàn)的兩個過程: 一個已分化的細胞要表現(xiàn)它的全能性，必須經(jīng)歷兩個過程，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〕： 細胞在分裂過程中發(fā)生結構和功能上的改變，從而在個體發(fā)育中形成各類組織和器官完成整個生活周期。

脫分化〔dedifferentiation〕: 已分化好的細胞在人工誘導條件下，恢復分生能力，回復到分生組織狀態(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（植物生長調(diào)節(jié)劑）調(diào)控

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

植物生長調(diào)節(jié)劑包括生長素、細胞分裂素及赤霉素等多種，它們在植物組織培養(yǎng)中具有不同的作用。（1）生長素

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

常用的生長素: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。作用強弱順序:2，4-D＞NAA＞IBA＞IAA。(2)細胞分裂素

促進細胞分裂與分化，延遲組織衰老，增強蛋白質(zhì)合成，促進側(cè)芽生長及顯著改變其他激素作用的特點。

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

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

生長素/細胞分裂素的比值: 大時有利于根的形成，這時生長素起主導作用；比值小時，則促進芽的形成，這時細胞分裂素起主導作用。

（三）基本技術

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)勢明顯。4，克服遠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

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

脫毒方法：（1）物理方法：X射線，紫外線，超短波，熱處理等。

（2）化學方法：許多化學藥品

（3）生物方法：種子繁殖，莖尖培養(yǎng)脫毒 三，園藝植物的細胞工程

生物技術在農(nóng)業(yè)上己展現(xiàn)出廣闊的應用前景。尤其是植物花藥培養(yǎng)及細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_匕又開展了體細胞無性系變異的利用及篩選方法的研究。該項研究在1984年國際植物遺。（《北方園藝》

1991年10期）四，園藝植物的染色體工程

植物細胞染色體工程李國英譯（東北農(nóng)業(yè)大學園藝系·哈爾濱）１．前言所謂植物細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．對于染色體數(shù)的操作是通過雜交進行的，而隨著近年來植物細胞組織培養(yǎng)及染色體操作等技術的不斷進步。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入，染色體基因測繪等，包括各種各樣內(nèi)容的操作技術，已經(jīng)可以進行了。對此，在植物細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，識別、鑒定、移植等問題已成為人們談論的話題。２．從培養(yǎng)細胞分離染色體染色體的分離，可能在細胞分裂期開始進行，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胞和卵細胞等生殖器官的細胞。在這里，從花粉母細胞以外所獲得的分裂細胞數(shù)對染色體的分離是不合適的。由于減數(shù)分裂期的花粉母細胞是大體完全同步的分裂系，所以對于染色體的提取也是效率高的最好材料。然而，由于花蕾獲得時期的限制，不能提供經(jīng)常實驗，這是個缺欠。（來源：《北方園藝》1995年第02期 作者：李國英）五，園藝植物遺傳轉(zhuǎn)化

誘發(fā)多倍體技術 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物質(zhì)。其作用是抑制細胞有絲分裂中紡錘絲形成和阻滯染色體運動，從而使染色體分散，但不形成新的細胞壁，因此，使經(jīng)處理的細胞多出一組額外的染色體。

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

處理單子葉植物的種子或籽苗時，可直接浸漬于秋水仙素溶液。但處理雙子葉的籽苗時，通常是將一滴秋水仙素溶液滴在生長點上，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，處理莖上的腋芽、接穗和砧木切割的表面也會有效。若將百合的鱗莖浸泡在0.1％的秋水仙素溶液中八小時左右，其鱗莖表面生出的不定芽，也會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鱗芽，在鱗片之間滴加溶液處理，結果十分容易地使鱗芽細胞的染色體得到了加倍。

在處理籽苗或植株的局部時，不會使整個籽苗或整條枝條的細胞染色體都得到加倍，因此，必須對材料進行檢測，其指標可以以葉子的大小和寬度的增加或以氣孔及葉片表皮細胞大小的差異性來表示。當檢測局部的指標時，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量。這種方法對許多材料都能迅速辦到，但是，對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進行測定也是可能的，因為多倍體的花粉一般都比二倍體多；但是需要等到開花后才能進行（詳細操作待另篇敘述）。

有時用莖的頻繁扦插和熱沖擊的辦法也可以誘導染色體加倍，但都不如用秋水仙素處理來得可靠。當用秋水仙素溶液處理得不到預期效果時，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，園藝植物生物技術與生物信息學

科學基礎：1，發(fā)達的，復雜的，可相互交流的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)； 2，強有力的創(chuàng)新算法和軟件；

3，自動化的大規(guī)模高通量的生物學研究方法和平臺技術

本質(zhì)：利用計算機科學和網(wǎng)絡技術來解決生物學問題

生物技術是在分子生物學基礎上建立的、為創(chuàng)建新的生物類型或新生物機能的實用技術，是現(xiàn)代生物科學和工程技術相結合的產(chǎn)物，在園藝作物應用較為廣泛的包括細胞工程、染色體工程、基因工程、分子標記等技術。l 細胞工程、染色體工程與園藝作物育種細胞工程是以細胞為基本單位，在離體條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為地使細胞的某些生物學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，加速動物和植物個體的繁殖，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)移等基礎研究的有效手段，在蔬菜育種中應用最多的是單倍體育種、多倍體育種和體細胞融合等。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胞、組織培養(yǎng)中應用最多、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，重復性好。

生物技術在南瓜育種中的應用 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[1]。南瓜栽培種有5個,而我國栽培的主要有3個:南瓜(Cucur bita moschataD.)又名中國南瓜,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、本草綱目等古籍對南瓜也有記載。隨著科學技術的發(fā)展,人們對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,有很高的營養(yǎng)價值和較高的醫(yī)療保健作用[3]。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,傳統(tǒng)的育種技術已不能滿足人們的需要,因此在南瓜育種中運用生物技術逐漸被大家所重視。作為一種高新技術,生物技術是分子遺傳學、生物化學、微生物學等基礎學科發(fā)展的產(chǎn)物,在整個科學領域中占據(jù)了越來越顯著的地位。作為世界新技術革命的重要組成部分,生物技術已經(jīng)成為人類徹底認識和改造自然界,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，生物技術對于園藝產(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)境并對人類健康有積極促進作用，提高食物營養(yǎng)水平，改善環(huán)境，但不可否認它也有一定的消極作用，有很多的不確定因素，有很多還有待于進一步研究與改良。

我們應用辯證的眼光去看待生物技術在園藝產(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。