浅谈植物保护中的生物技术应用

2021-12-02王洪彬刘鸿高李杰庆

广东蚕业 2021年4期

王洪彬刘鸿高李杰庆

（云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明 650201）

近年来生物技术研究获得了比较大的突破和成果，如细胞工程、基因工程等。在植物保护中运用这些技术，不仅能提升植物病虫害抵抗力，还能起到改良植物品种的作用。生物技术用于植物保护有很多好处，但是当前这项技术的应用还存在不足，需要加强应用研究，不断进行完善，以提升利用生物技术进行植物保护综合成效。

1 生物技术综述

生物技术研究有一个基础，那就是生命科学。生命科学与其他相关科学研究成果综合，从而形成生物技术。生物技术综合性比较强，主要原理是借助生物特性，或者是其独特的功能，对生物进行改造；或者是重新设计基因，进而使原有的生物具有人们预期的性能；也可通过这种技术加工生物原料[1]。生物技术用途广泛，既可以用于研究生物，掌握生物性能以及活动的规律，也可以用于提供相关的服务。通俗一点来说，生物技术就是对活的生物进行实验研究，为改良动植物品种提供依据和服务，同时也可用于优化产品。生物技术比较多，主要有遗传学、细胞生物学、基因工程等，应用范围十分广。生物技术不断发展，在植物保护中的运用越来越多，促进保护成效不断提升。

2 植物保护存在的问题

2.1 体系不够完善

植物保护十分重要，这是因为植物在生态系统中具有重要作用，有助于生态平衡。除此之外，植物保护在农业生产中极为重要，能够促进植物生长质量提高，进而保障高产，使农业生产经济效益提升。自我国提出绿色生态发展，环境保护得到了重视，但是主要针对方向是污染治理，对于植物保护方面重视度不够。思想上忽视，行动上就很难有作为，因而存在植物保护体系不够完善的问题，进而使得一些稀有植物以及濒临灭绝植物得不到有效保护。缺乏完善的保护体系，即使一直在进行植物保护，不过由于范围比较小，也不能涉及所有需要保护植物。植物在促进生态平衡中作用大，能保护和改善环境，倘若植物保护工作做不好，自然就会影响到生态建设。

2.2 植物保护技术不够先进

植物保护是一项复杂的工作，对技术水平的要求较高，最佳状态是在不影响生态环境的情况下，提升植物防病虫害能力，使其具有良好的适应性和抵抗力。就近年植物保护情况来看，生物技术应用还不够广泛，采用化学技术比较多。比如使用农药预防病虫害，造成了严重的土壤污染和水污染，不利于环境保护。生物技术应用于植物保护中，不仅不会带来二次污染，而且能够取得良好的保护效果。但从应用现状看，植物保护技术水平还较低，缺乏先进生物技术应用，致使植物保护成效不佳。

3 植物保护中的生物技术应用分析

3.1 微生物农药技术

生物技术包含多种技术，微生物农药技术就是其中一种，在植物保护中应用这项技术，能够起到增强植物抵抗病虫害能力的作用。植物生长过程中最大挑战来自病虫害，而微生物农药技术对病虫害具有抑制作用[2]，能够使植物不受病原菌的侵扰，保持良好的生长状态。除此之外，在微生物农药技术应用中，有益微生物会更加活跃，病原菌就不能再滋生，或者是被遏制，植物能够更好地生长。植物保护中经常会使用农药，但是过去以化学农药为主，会造成比较大的环境污染。微生物农药技术与其截然不同，以生物科学为基础，最大特点和优势是无害，既不会对环境产生影响，还能达到保护植物和提高植物产量的效果。

微生物农药技术还有一个特点。一般的农药使用时间一长，植物就会产生抗药性，继续使用后在抗病虫害方面效果会大打折扣，甚至没有效果，需要经常更换农药种类。而微生物农药技术不受这个问题困扰，因为其基本不会形成抗药性[3]。不同植物特性是不一样的，常见的病虫害也有差别，所以在运用微生物农药技术过程中，应当结合植物的实际情况，比如生长特性、常见病虫害等，科学合理地选择技术。现在植物保护中经常会用到以生物技术作为基础研究出来的微生物系列产品，比如微生物杀虫剂、杀菌剂、微生物除草剂等，在满足植物保护需求的同时，不会对环境造成伤害和污染。微生物有很多种类型，通常具有活性强、生长速度快、体积小等特点，所以可通过代谢产物培植，如工业废水或者农副产品代谢物等。培植的投入少且方便快捷，植物保护效果却很高，故而要进一步推广微生物农药技术，使其在植物保护中得到更好的应用。

3.2 基因工程技术

生物技术中基因工程技术发展较快，应用也越来越广。基因工程技术在植物保护方面优势大，是最为常用和关键的保护技术，且通常会有比较好的运用成效。植物保护中运用基因工程技术，一个突出作用是能够增强植物的抵抗力，使其具有良好的抗病虫害能力，生长状态更好。基因工程技术应用可通过各种办法，除生物办法外，还可利用化学办法和物理办法。从植物细胞着手，采取基因导入的办法，引入目的基因，最终使植物基因发生转变，起到改良的作用。基因工程技术在植物保护应用中，导入基因的办法有两种：一种是采用直接转移；另一种是间接转移[4]。植物细胞有自己的特性，前者就是利用这点，直接转变基因；后者则要借助载体进行基因转移，一般需要用到病毒，或是病原菌，通过载体充当介质，实现对植物细胞的转移。

基因工程技术在植物保护中的应用，从现阶段看运用比较广泛的有抗除草剂育种抗病育种和其他相关技术。植物在生长中最大危机来自病害，预防难度最大，且治理挑战最大的为病毒引发的病害。过去针对这类病害防治，常采取的办法是提前打防疫针，也就是对植物进行显微注射。虽然有成效，但是存在注射速度慢、效率低、操作难度大等问题。为了解决这些问题，在生物技术研究中，就植物保护部分，研究出抗病育种技术，其原理就是通过技术手段，将病毒的一部分基因，通过转移的方式移到植物基因中。这项操作完成后，植物将具有比较强的免疫力，能更好抵抗病毒，生长自然也就不会受病毒影响。另外，还有抗除草剂育种技术，如抗草甘膦烟草。当下已有比较多使用案例，并且大都获得不错的成效。植物保护中应用基因工程技术，操作起来比较方便，效率高且成本低，最为重要的是，基因工程技术运用在保护植物的同时不会带来污染，所以综合效益很高。

3.3 细胞工程技术

对植物细胞的研究从未停止。在反复研究中发现，有些植物细胞在分化以后，仍然可以培育出完整植株，因此该研究主要针对的是高度分化的，仍然能够长出植物，而且能确保完整性的植物细胞。植物细胞工程技术应用的对象为细胞核，需要借助细胞遗传特性，进行基因重组。这样可改变植物细胞的遗传特性，从而改良植物，培育出符合人类预期的植物，达到植物保护的作用。植物育种是一项重要工作，在完成这项工作的过程中，采用细胞工程技术，能改变植物遗传特性，增强植物抗病虫害能力，使植物生长态势更好，不受病虫害影响，从而使植物增产。此外，植物细胞技术用于病原体研究中，将有助于研发出良好的病虫害防治技术。

3.4 组织培养技术

植物保护中应用生物技术需要用到植物组织培养技术。植物细胞具有全能性，在生物技术开发和研究中，利用植物细胞这个特点，可研发出植物组织培养技术。过去植物在繁殖时，基本上都是有性繁殖，随着科学技术不断发展，无性繁殖出现。植物组织培养采取分离的方式，运用技术使其在分离的过程中出现预期的细胞，然后对这类细胞或者组织进行无菌培养。通常情况下，分离出来的细胞和组织，需要进行接种，利用培养基，确保没有病菌，且有充足的营养供应，能够促进植物的再生，从而使产品更加优良，创造更高的价值[5]。组织培养技术利用的是生物一部分组织或者细胞，将其再培育，最终使其长成完整的植株。这种技术在近年来被广泛运用到植物保护中，但就目前来看，所掌握技术还不足以实现人工培育病毒，不过可使其在细胞中繁殖。故而在植物保护中要加强对这个部分的研究，通过植物组织培养技术，从植物特性出发，明确病毒与类病毒间存在的关联性，在此基础上进一步研究，利用这项技术培育出没有病毒的植物。

3.5 应用研究方向

植物保护中运用生物技术，不但能促进保护成效提升，为生态平衡奠定基础，还能推动农业生产发展。植物保护中微生物农药技术、基因工程技术、分子生物技术等应用较为广泛，未来需要针对这些技术开展进一步研究。这些技术各有优缺点，以微生物农药技术为例，优点在于不会破坏环境，缺点在于成效不够突出，速度慢等；基因工程技术发展速度快，尤其是转基因技术，未来在植物保护中应用将会更加广泛，也会有更多转基因植物出现；分子生物技术在将来会是一个重点研究课题，因为在研究过程中可掌握农药活性物质，这样微生物农药生产成本会下降，就能广泛应用在植物保护中。总之，生物技术众多，各有优缺点，未来研究其在植物保护中应用之时，需要将重点放在打破限制、不断提升应用成效方面。