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摘要 简要介绍生物技术在农业应用中的重要性及其利用，综述张家口市农科院在农业科研中利用生物技术的进展。
关键词 生物技术；农业科研；利用；进展；河北张家口
在人类跨入21世纪之际，谋求可持续发展已成为全人类的主题，而当前我们面临着人口的快速增长，环境的恶化，资源的匮乏，耕地面积的缩小，未来农业面临着很大的压力。对农业及农业科研而言，农业生物技术为解决农业资源不足及有效利用，提供了方法。大量的研究和实践证明，组织培养和胚胎移植等技术在农业上的利用，改变了农作物和家畜传统的育种和繁殖方法，繁育的速度在不断加快，并使稀有、短缺的资源得以保留；基因工程则打破了物种天然交配屏障，使抗病毒、抗虫、抗逆境等基因得以重组，解决了天然遗传资源不足的缺憾。专家预言：生物技术将成为21世纪的支柱产业，农业将成为生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。美国预测到2008年农业生物技术的增长率达到19%，增长速度将超过其他行业。而据FAO和发达国家政府预计，21世纪农业产品中90%将通过生物技术得以改良，生物技术对农业生产技术总贡献率会高于70%，农业生物技术成为世界范围内农业高科技竞争的制高点。作为研究与开发的农业科研院所，在未来农业的发展中负有重要使命。本文阐述市农科院利用生物技术的研究进展，旨在为张家口市农业发展及农业生物工程提供有用的资料。
1农业生物技术基础研究业已成熟，应用研究与产业化工作快速发展
在我市占播种面积最大的作物之一—莜麦，由于长期繁衍生长在瘠薄、干旱的单一生态环境条件下，形成了现有品种资源的贫乏单一类型，还严重地影响单产的提高、生产的发展和育种工作的进步。由杨才主持的燕麦属种间细胞质工程育种技术及资源创新，经多年研究，攻克并创立了“皮、裸燕麦种间杂交育种法”“冀北裸燕麦生态育种法”“裸燕麦单倍体育种法”“裸燕麦核质杂种育种法”和“四倍体大燕麦与六倍体裸燕麦种间杂交育种程序”等多种裸燕麦育种新方法，经同行专家鉴定和查新均达到国际领先和先进水平，推动了世界燕麦育种工作的进步和发展，选育出的新品种通过试验对比，比目前生产上同类主栽品种增产11.5%～25.3%，蛋白质含量高达24.4%和24.67%，使育成1个品种的周期缩短3～5a，节省总经费10～15万元。这些技术的成熟为冀北的燕麦生产和开发打下了良好的基础,创造了晋冀蒙三省裸燕麦23.75万公顷大面积连片丰产田和我国水地裸燕麦产量5 890.5kg/hm2的记录。
2马铃薯脱毒组培快速繁殖技术已在当地成为脱贫致富的支柱产业
马铃薯在我国和我省都是一种重要的粮菜兼用型作物，在张家口市4个区13个县都有种植，常年播种面积11万公顷，占河北全省马铃薯面积的1/2，约占全国马铃薯种植面积的5%左右，占全市总粮食播种面积的17%。由于马铃薯产量高，适应性广，生育期变幅大，抗逆性强，营养丰富，用途广泛，经济效益高，已成为张家口市农业经济结构中的重要作物种类之一。依托张家口地区适应马铃薯种植的得天独厚的区域优势，已成为全国马铃薯、商品薯重要产区之一，全年总产量达1亿千克，常年产量22.5t/hm2，高于全国产量17.5t/hm2。但马铃薯为无性繁殖作物，由病毒引起的退化是阻碍生产发展的主要因素之一，对种薯要求严格，而对种苗更是要1～2a进行更换。过去大多从中国农科院购置种苗到目前利用生物技术茎尖（0.1mm）分生组织培养技术的成熟，提供优质的基础种苗已成为生产上解决种薯退化的主要途径。如适宜当地发展的加工品种：大西洋、夏坡蒂、斯诺登；早熟品种有费乌瑞特、中薯2号、中薯3号、郑薯5号；鲜食品种有无花、克新1号及坝薯号品种，年提供脱毒种苗500万株，微型薯300万株，除本地完全实现良种化以外，尚可以大量外调一级种以上的良种，同时在积极加大科技投入力度上，引进国外品种，部分品种产量高达30t/hm2。
3发挥自身常规技术，依托组培育种手段，加速常规育种进程
由于张家口邻近京、津两地，又具备气候凉爽的特点，种植蔬菜已成为当地开发致富的有效途径。张家口市蔬菜面积达8.67万公顷，约占全市水浇地面积的1/3。但目前农民种植的部分蔬菜品种在品质、外观及储运方面，国外品种明显优于国内品种。加速拿出当家品种，缩短育种周期，是蔬菜育种急需解决的问题。尽管目前常规大多采用远缘杂交和诱变技术，人们扩展遗传基础创新变异仍显十分薄弱。利用生物技术，花药培养与育种技术相结合为实现这一愿望提供了可能，即单倍体育种。目前市农科院在蔬菜育种上已确立了青椒、甘蓝、番茄、茄子等蔬菜的花药单倍体组织培养，有部分在实验室培养表现优良。对农业上正在应用的国外优良品种，为降低种子成本，加速扩繁，通过茎尖及叶片愈伤组织的诱导培养，也已成功，如番茄无性繁殖体系的建立，扩大了优良、无毒的F1代基础种苗生产，通过对比试验表现优良，明年准备无偿在我市部分乡村试种，这一方法的成功，使得获得新品种的速度比常规育种快了很多。2006年从全国引进的鲜姜种植栽培也已成功，由于姜是无性繁殖，长年种植会造成病毒积累，产量下降，今后准备将姜的组培脱毒试管苗开发应用，这将会大大降低种姜的成本，受益于广大农民。
4确保了我市现有、稀有植物资源的脱毒、扩繁及濒危植物的保护
当前，随着回归自然的国际潮流的高涨，中药材、野生观赏植物的开发、利用地位和价值日益受到重视和肯定。但由于长年生长和种植，造成病毒累计及感染多种杂菌，导致品质下降，产量降低。生物技术的应用不仅能取得良好的经济效益，并对良种选育起到推动作用。近10年来，依托现有技术水平，先后对观赏植物、中药材进行脱毒及外植体诱导愈伤组织培养、扩繁，并摸索到未曾见报道的最佳培养基及激素组合。同时在科技创新技术水平提高上，同澳大利亚回来的博士生联合培养及驯化在国外表现优良的抗寒、抗旱、耐生存观赏两用的有开发潜力的野生植物及低等蕨类植物孢子粉的培养，这些实验的开展将会为今后在我市规模化开发生产奠定坚实的基础。
5参考文献
[1] 王海波，范云六.植物组培研究及应用中存在的问题与应用的对策[J].生物技术通报，1996（1）：5-7.
[2] 西北农学院.作物育种学[M].北京：农业出版社，1981.
[3] 王海波.组织培养中细胞状态的调控[J].中国农业科学，1987，2（6）：1-9.
关键词 生物技术；农业科研；利用；进展；河北张家口
在人类跨入21世纪之际，谋求可持续发展已成为全人类的主题，而当前我们面临着人口的快速增长，环境的恶化，资源的匮乏，耕地面积的缩小，未来农业面临着很大的压力。对农业及农业科研而言，农业生物技术为解决农业资源不足及有效利用，提供了方法。大量的研究和实践证明，组织培养和胚胎移植等技术在农业上的利用，改变了农作物和家畜传统的育种和繁殖方法，繁育的速度在不断加快，并使稀有、短缺的资源得以保留；基因工程则打破了物种天然交配屏障，使抗病毒、抗虫、抗逆境等基因得以重组，解决了天然遗传资源不足的缺憾。专家预言：生物技术将成为21世纪的支柱产业，农业将成为生物技术应用最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。美国预测到2008年农业生物技术的增长率达到19%，增长速度将超过其他行业。而据FAO和发达国家政府预计，21世纪农业产品中90%将通过生物技术得以改良，生物技术对农业生产技术总贡献率会高于70%，农业生物技术成为世界范围内农业高科技竞争的制高点。作为研究与开发的农业科研院所，在未来农业的发展中负有重要使命。本文阐述市农科院利用生物技术的研究进展，旨在为张家口市农业发展及农业生物工程提供有用的资料。
1农业生物技术基础研究业已成熟，应用研究与产业化工作快速发展
在我市占播种面积最大的作物之一—莜麦，由于长期繁衍生长在瘠薄、干旱的单一生态环境条件下，形成了现有品种资源的贫乏单一类型，还严重地影响单产的提高、生产的发展和育种工作的进步。由杨才主持的燕麦属种间细胞质工程育种技术及资源创新，经多年研究，攻克并创立了“皮、裸燕麦种间杂交育种法”“冀北裸燕麦生态育种法”“裸燕麦单倍体育种法”“裸燕麦核质杂种育种法”和“四倍体大燕麦与六倍体裸燕麦种间杂交育种程序”等多种裸燕麦育种新方法，经同行专家鉴定和查新均达到国际领先和先进水平，推动了世界燕麦育种工作的进步和发展，选育出的新品种通过试验对比，比目前生产上同类主栽品种增产11.5%～25.3%，蛋白质含量高达24.4%和24.67%，使育成1个品种的周期缩短3～5a，节省总经费10～15万元。这些技术的成熟为冀北的燕麦生产和开发打下了良好的基础,创造了晋冀蒙三省裸燕麦23.75万公顷大面积连片丰产田和我国水地裸燕麦产量5 890.5kg/hm2的记录。
2马铃薯脱毒组培快速繁殖技术已在当地成为脱贫致富的支柱产业
马铃薯在我国和我省都是一种重要的粮菜兼用型作物，在张家口市4个区13个县都有种植，常年播种面积11万公顷，占河北全省马铃薯面积的1/2，约占全国马铃薯种植面积的5%左右，占全市总粮食播种面积的17%。由于马铃薯产量高，适应性广，生育期变幅大，抗逆性强，营养丰富，用途广泛，经济效益高，已成为张家口市农业经济结构中的重要作物种类之一。依托张家口地区适应马铃薯种植的得天独厚的区域优势，已成为全国马铃薯、商品薯重要产区之一，全年总产量达1亿千克，常年产量22.5t/hm2，高于全国产量17.5t/hm2。但马铃薯为无性繁殖作物，由病毒引起的退化是阻碍生产发展的主要因素之一，对种薯要求严格，而对种苗更是要1～2a进行更换。过去大多从中国农科院购置种苗到目前利用生物技术茎尖（0.1mm）分生组织培养技术的成熟，提供优质的基础种苗已成为生产上解决种薯退化的主要途径。如适宜当地发展的加工品种：大西洋、夏坡蒂、斯诺登；早熟品种有费乌瑞特、中薯2号、中薯3号、郑薯5号；鲜食品种有无花、克新1号及坝薯号品种，年提供脱毒种苗500万株，微型薯300万株，除本地完全实现良种化以外，尚可以大量外调一级种以上的良种，同时在积极加大科技投入力度上，引进国外品种，部分品种产量高达30t/hm2。
3发挥自身常规技术，依托组培育种手段，加速常规育种进程
由于张家口邻近京、津两地，又具备气候凉爽的特点，种植蔬菜已成为当地开发致富的有效途径。张家口市蔬菜面积达8.67万公顷，约占全市水浇地面积的1/3。但目前农民种植的部分蔬菜品种在品质、外观及储运方面，国外品种明显优于国内品种。加速拿出当家品种，缩短育种周期，是蔬菜育种急需解决的问题。尽管目前常规大多采用远缘杂交和诱变技术，人们扩展遗传基础创新变异仍显十分薄弱。利用生物技术，花药培养与育种技术相结合为实现这一愿望提供了可能，即单倍体育种。目前市农科院在蔬菜育种上已确立了青椒、甘蓝、番茄、茄子等蔬菜的花药单倍体组织培养，有部分在实验室培养表现优良。对农业上正在应用的国外优良品种，为降低种子成本，加速扩繁，通过茎尖及叶片愈伤组织的诱导培养，也已成功，如番茄无性繁殖体系的建立，扩大了优良、无毒的F1代基础种苗生产，通过对比试验表现优良，明年准备无偿在我市部分乡村试种，这一方法的成功，使得获得新品种的速度比常规育种快了很多。2006年从全国引进的鲜姜种植栽培也已成功，由于姜是无性繁殖，长年种植会造成病毒积累，产量下降，今后准备将姜的组培脱毒试管苗开发应用，这将会大大降低种姜的成本，受益于广大农民。
4确保了我市现有、稀有植物资源的脱毒、扩繁及濒危植物的保护
当前，随着回归自然的国际潮流的高涨，中药材、野生观赏植物的开发、利用地位和价值日益受到重视和肯定。但由于长年生长和种植，造成病毒累计及感染多种杂菌，导致品质下降，产量降低。生物技术的应用不仅能取得良好的经济效益，并对良种选育起到推动作用。近10年来，依托现有技术水平，先后对观赏植物、中药材进行脱毒及外植体诱导愈伤组织培养、扩繁，并摸索到未曾见报道的最佳培养基及激素组合。同时在科技创新技术水平提高上，同澳大利亚回来的博士生联合培养及驯化在国外表现优良的抗寒、抗旱、耐生存观赏两用的有开发潜力的野生植物及低等蕨类植物孢子粉的培养，这些实验的开展将会为今后在我市规模化开发生产奠定坚实的基础。
5参考文献
[1] 王海波，范云六.植物组培研究及应用中存在的问题与应用的对策[J].生物技术通报，1996（1）：5-7.
[2] 西北农学院.作物育种学[M].北京：农业出版社，1981.
[3] 王海波.组织培养中细胞状态的调控[J].中国农业科学，1987，2（6）：1-9.