生物科技在农业上的应用-上

2020-07-24    收藏460
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生物科技可以为农业带来经济价值,如基因改造可抗病虫害的农产品,以增进农作物的品质与产量;转殖植物可以吸收土壤污染物质;植物工厂可以利用植物细胞生产新药或高单价化合物;生物农药对农作物病虫害具有抑制作用;生物能源科技可以将植物转换为酒精等替代石油成为能源等。

1. 基因改造食品:
您吃过基因改造食品吗?在超级巿场中琳瑯满目的商品,随处可见基因改造食品。基因改造食品是指以基因转殖技术将野生的农作物进行改造,以满足我们预定的需求。目前基因改造食品有玉米、大豆、番茄、马铃薯、油菜与稻米等,这些新品种农作物皆具有抵抗病虫害或杀草剂的能力,所以栽种时不必喷洒化学农药,就可以长得很好。以番茄为例,原本番茄无法长期储存,可能放置几天就会变软而腐烂,若要从产地运到市场贩售,一不小心就会被压坏,但利用基因改造工程改良过后的新番茄,不仅颜色鲜豔、大而可口,保存的时间也延长许多。

市面上的有机蔬果,强调的就是不使用任何化学农药,但产量并不高,所以价格往往比较贵。科学家发现有一种苏利桿菌(Bacillus thuringiensis),产生的毒蛋白能有效地杀死害虫,如果能将这种毒蛋白的基因,转殖到农作物的身上,如此一来就可以在不洒化学农药的情况下,继续生长。也可以利用枯草桿菌(Bacillus subtilis)的毒素蛋白基因转殖到农作物上,此毒蛋白酶被昆虫吸收后,会与昆虫内进行消化作用的细胞结合,使其无法吸收养分而死亡。

生物科技在农业上的应用-上

2. 生物农药:
上述的枯草桿菌(Bacillus subtilis)可以直接喷洒在植物叶片上,保护叶部免受真菌病害(如菜豆锈病),也可施作在土壤或种子拌种处理,以预防土壤病害,牠对于作物的生长,尤其是根部的发育,有极为明显的促进作用,还可作为蔬果採收后防止腐败的抗真菌剂(如防治桃褐腐病与柑橘青霉病等)。
枯草桿菌会与病原菌竞争根系中的营养分,进而成为优势菌种,降低病原菌的危害,再加上可以产生内生孢子,在逆境下容易存活,且在产孢过程中,会产生对病原菌有抑制作用的抗生物质。因而在植物病害防治药剂的开发上倍受重视。

3. 基因改造食品的安检:
基因改造食品是否会对人体造成不好的影响?这是国内、外共同重要的课题。有关单位发展出一些能够检测食品内是否含有改造作物的方法,如酵素免疫方析法( ELISA)、聚合酶连锁反应(PCR)等,其中以聚合酶连锁反应的检测方式最为準确。目前已有许多国家规定,凡食品中含基因改造成分比例达1%或5%以上者,必须明确标示含基因改造食品,由消费者自行决定是否要选购及食用,然而面对基因改造作物愈来愈多的情况下,食品检测单位如何拿捏实验成本与实验準确性,有效率地为人民健康把关。

4. 细菌肥料:
农夫在施作时往往使用含氮、磷或钾的化学肥料,来帮助农作物的的根、叶、茎茁壮,因此收成后的农作物或多或少会残留一些化学物质。科学家们筛选出一系列特殊功能的细菌(如澱粉分解菌、固氮菌、溶钙磷菌、抗植物病原菌等),其作用能使土壤中的大分子物质分解,或者固定空气中的氮元素成为氨,以提供植物利用。这种栽培方式不仅提高了植物对于养分的吸收能力,并可改善土壤性质;另一方面,这种生物堆肥的方法还可以节省人工,降低生产成本。



参考资料:
1. 洪健睿、张清俊  植物病害的杀手明星枯草桿菌  科学发展373期,2004年1月。
2. 谢奉家  生物科技的应用  科学发展391期,2005年7月。
3. 滕涵菁  生物晶片与农业科技  http://www.angrin.tlri.gov.tw/cow/dhi45/dhi45P43.htm。
4. 生物科技的应用  国立科学工艺博物馆  http://biotech.nstm.gov.tw/home.asp。
5. 生物科技  http://microbiology.scu.edu.tw/lifescience/lin/ch10.htm。
6. 农业生物科技  http://www.taiwan2015.org/files/KeyTech/200771823150.pdf。

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