淺談生物技術(shù)的發(fā)展與展望

1、. 淺談生物技術(shù)的認(rèn)識(shí)與展望中國(guó)要在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)三步走的戰(zhàn)略目標(biāo)，為中華民族的偉大復(fù)興奠定強(qiáng)大的物質(zhì)和文化基礎(chǔ)，必須抓住新的科技革命的歷史機(jī)遇，走超常規(guī)的道路，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的跨越式發(fā)展。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)必將在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等重大問題上發(fā)揮中流砥柱的引領(lǐng)與支撐作用。1前所未有的歷史機(jī)遇 1.1基因組學(xué)帶來深刻的科學(xué)革命 人類、擬南芥和水稻等基因組測(cè)序與工作圖譜的完成，在自然科學(xué)史上第一次將物質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，產(chǎn)生了全新的學(xué)科生物信息學(xué)，提高了生命科學(xué)的研究效率，加速了其他物種物理圖譜、精細(xì)全圖、轉(zhuǎn)錄圖和測(cè)序工作的進(jìn)程，刺激了其他相關(guān)學(xué)

2、科如計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)等的發(fā)展，功能基因組學(xué)、生物信息學(xué)、基因芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等前沿新學(xué)科的發(fā)展，使人類對(duì)生命的本質(zhì)、生物進(jìn)化與起源、生物的基因設(shè)計(jì)、人類的食物營(yíng)養(yǎng)、壽命與健康控制等的認(rèn)識(shí)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。 1.2基因組學(xué)帶來技術(shù)革命 隨著功能基因組學(xué)、生物信息學(xué)、基因芯片、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等的深入發(fā)展，基因組學(xué)革命以起爆的方式，正在帶來一系列新的技術(shù)革命，產(chǎn)生一系列新的技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)平臺(tái)、技術(shù)專利、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、生物量剛和新興產(chǎn)業(yè)。 1.3基因組學(xué)帶來研究方法和組織方式的革命 基因組學(xué)的工業(yè)化、信息化、系統(tǒng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集約化和一體化等新的研究方法和組織

3、方式，以及技術(shù)路線上大科學(xué)、大平臺(tái)、大規(guī)模、高效率、高通量、長(zhǎng)效性、大產(chǎn)業(yè)等鮮明的特點(diǎn)，正在帶來生命科學(xué)傳統(tǒng)研究方法、技術(shù)路線、組織方式的空前革命，并且演變成為研究、開發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展一體化的生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式。 1.4基因組學(xué)帶來新的產(chǎn)業(yè)革命和深遠(yuǎn)的社會(huì)革命 一個(gè)基因創(chuàng)造一個(gè)產(chǎn)業(yè)，由基因革命誕生的生物經(jīng)濟(jì)正在與信息經(jīng)濟(jì)一樣成為21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展的主導(dǎo)力量之一。生物技術(shù)的應(yīng)用不僅在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，例如針對(duì)抗逆、抗病、抗旱、抗鹽堿、抗寒、抗蟲害、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等問題對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行遺傳設(shè)計(jì)和定向改良，并且在食物與營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療與保健、信息與能源、環(huán)保與新材料開發(fā)等方面，產(chǎn)生巨大的潛在的商業(yè)利益和機(jī)會(huì)，帶來難以估量的經(jīng)濟(jì)

4、效益和社會(huì)效益，產(chǎn)生新的生產(chǎn)方式、生活方式和新的倫理、觀念與文化，進(jìn)而發(fā)生影響深遠(yuǎn)的人類社會(huì)革命。 1.5 基因組學(xué)參與構(gòu)筑國(guó)家未來核心競(jìng)爭(zhēng)力 以基因組學(xué)為標(biāo)志的生物科學(xué)與技術(shù)，體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性、全局性和國(guó)家重大需求等特征，具有多、快、好、省地占領(lǐng)和發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)等優(yōu)勢(shì)，除了能夠解決前述農(nóng)業(yè)與農(nóng)村、食物與營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療與保健、信息與能源、環(huán)保與新材料以及可持續(xù)發(fā)展等問題外，還將成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素之一，其應(yīng)用和派生的系列衍生技術(shù)也將成為未來國(guó)際貿(mào)易、市場(chǎng)準(zhǔn)人、外交與政治較量的殺手锏和王牌。因此，“建立以生物基因?yàn)楹诵牡闹R(shí)產(chǎn)權(quán)財(cái)富”，早已成為各國(guó)政

5、府的共識(shí)與決策，各國(guó)政府都不約而同地把農(nóng)業(yè)生物技術(shù)列為首要的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。 1.6基因組學(xué)帶來跨越發(fā)展的機(jī)遇 我國(guó)發(fā)展農(nóng)業(yè)生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)具有獨(dú)到的生物資源優(yōu)勢(shì)(例如水稻遠(yuǎn)緣雜交的可交配基因、糯質(zhì)基因等均在世界上是獨(dú)一無(wú)二的)。我們基本具備或可以順利從國(guó)外買到生物技術(shù)研究所需的研究設(shè)備。生物技術(shù)是一門大科學(xué)，需要各國(guó)大合作，國(guó)際上各類生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)我們免費(fèi)開放。我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)參與完成了人類、水稻、家豬、家蠶和多種微生物的基因組測(cè)序，建設(shè)了平臺(tái)、積累了經(jīng)驗(yàn)、培養(yǎng)了人才和隊(duì)伍、得到國(guó)際社會(huì)廣泛認(rèn)可。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)在剛剛進(jìn)入關(guān)鍵性、實(shí)質(zhì)性快速發(fā)展階段，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家基本站在同一起跑線上，并在若

6、干領(lǐng)域已經(jīng)形成特色和優(yōu)勢(shì)。 1.7農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是具有戰(zhàn)略發(fā)展意義的領(lǐng)域 經(jīng)濟(jì)全球化的今天，我們面I臨著世界產(chǎn)業(yè)寡頭利用新技術(shù)革命的成果和生物經(jīng)濟(jì)的歷史機(jī)遇，重新瓜分和占領(lǐng)全球市場(chǎng)的“新寡頭時(shí)代”。在這場(chǎng)決定民族命運(yùn)和國(guó)家前途的、百年一遇的戰(zhàn)略大搏弈中，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)是目前最有希望率先趕上和超過西方的發(fā)展領(lǐng)域與戰(zhàn)略方向之一。 21世紀(jì)給中華民族有兩條選擇：要么錯(cuò)過新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇意味中國(guó)在未來的世界經(jīng)濟(jì)中走向非主流、邊緣或大國(guó)家小經(jīng)濟(jì)；要么抓住百年一遇的歷史機(jī)會(huì)，以前所未有的膽識(shí)、理念、戰(zhàn)略和部署，傾舉國(guó)之力在戰(zhàn)略的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域打造民族和國(guó)家的未來，實(shí)現(xiàn)民族的偉大復(fù)興。 2我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)

7、展的若干成就 改革開放以來，在黨和政府的大力支持下，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，建成了一批國(guó)家級(jí)、部門級(jí)的重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，形成了一支學(xué)科齊全的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究隊(duì)伍，獲得了一批有重要理論價(jià)值和市場(chǎng)前景的研究成果，研究水平在發(fā)展中國(guó)家處于領(lǐng)先地位，某些優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域已經(jīng)能夠與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家同步發(fā)展、自主創(chuàng)新。2.1 重要農(nóng)藝性狀基因的克隆與基因功能研究 2002年12月，我國(guó)科學(xué)家首次繪制完成水稻基因組“精細(xì)圖”，“精細(xì)圖”的覆蓋率達(dá)97，其中97的基因精確定位在染色體上，其中覆蓋基因組94的染色體定位序列的單堿基準(zhǔn)確率為99.99，還預(yù)測(cè)出約6萬(wàn)個(gè)水稻基因，制備出全基因組基因芯片，為大規(guī)模分離抗

8、病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的相關(guān)基因奠定了基礎(chǔ)。近5年來，我國(guó)建成了包括水稻、小麥等主要作物的遺傳資源收集和研究中心，收集鑒定和創(chuàng)造了一大批具有特殊抗性的遺傳資源，建立了主要農(nóng)作物病害和逆境抗性的篩選與鑒定體系；完善了水稻、小麥、棉花等農(nóng)桿菌介導(dǎo)的高效遺傳轉(zhuǎn)化體系和T-DNA插入突變技術(shù)體系，建立容量超過20萬(wàn)份的水稻突變體庫(kù)；發(fā)現(xiàn)重要農(nóng)藝性狀新基因或數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)657個(gè)，分離了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高抗草甘膦基因、特殊抗病殺蟲基因和抗旱、耐鹽或低溫脅迫的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，克隆了稻谷分蘗控制基因(MOCl)、抗白葉枯病優(yōu)異新基因Xa23、水稻抗稻瘟病基因、抗鹽相關(guān)的SKCl基因、控制矮化的基因、小

9、麥抗白粉病基因、棉花纖維品質(zhì)相關(guān)基因、抗黃萎病相關(guān)新基因等一批重要功能基因；明確了纖維細(xì)胞發(fā)育調(diào)控基因與棉花體內(nèi)乙烯代謝的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)棉花抗黃萎病相關(guān)基因與黃酮代謝的一個(gè)新支路，闡明了Boro型水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育和育性恢復(fù)的分子機(jī)理，以及對(duì)稱植物花瓣形成控制機(jī)理等。 2.2生物技術(shù)育種 近年來，在分子標(biāo)記、轉(zhuǎn)基因、細(xì)胞工程等現(xiàn)代育種技術(shù)領(lǐng)域，相繼創(chuàng)制出一批水稻、小麥、棉花、玉米、大豆、油菜、甘藍(lán)和辣椒等作物育種新材料，構(gòu)建了新型抗逆、抗病蟲害或抗草甘膦轉(zhuǎn)基因水稻、油菜、玉米、小麥和棉花株系等，取得了超級(jí)稻、優(yōu)質(zhì)專用小麥、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、高油大豆、雙低油菜、轉(zhuǎn)基因楊樹、北京黑豬、中國(guó)荷

10、斯坦牛、中國(guó)美利奴羊、小型蛋雞、新吉富羅非魚、中國(guó)對(duì)蝦黃海一號(hào)等一批新成果。 2.2.1 分子標(biāo)記輔助聚合育種研究 高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆與抗病性的分子標(biāo)記聚合育種已經(jīng)成為快速創(chuàng)造植物新種質(zhì)的主要手段。構(gòu)建了水稻、玉米、小麥的高密度分子標(biāo)記連鎖圖譜，定位了大量與抗病、抗蟲、抗逆、產(chǎn)量、品質(zhì)有關(guān)的基因或 QTL，先后開展了針對(duì)抗病、優(yōu)質(zhì)、耐旱性的分子標(biāo)記輔助育種研究。應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)成功地將Xa21轉(zhuǎn)入大面積推廣應(yīng)用的優(yōu)良雜交稻恢復(fù)系明恢63和密陽(yáng)46中，獲得了具有白葉枯病抗性的水稻品種，培育出第一個(gè)通過審定的雜交稻協(xié)優(yōu)218；使用抗玉米矮花葉病基因與耐旱性及其他抗病性基因聚合培育出有利用價(jià)值

11、的玉米自交系，建立了適于玉米自交系選育的分子標(biāo)記輔助選育體系；將小麥抗黃矮病基因Bdv2的 SSR標(biāo)記和RAPD標(biāo)記轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記并應(yīng)用于小麥抗黃矮病育種，利用小麥SSR標(biāo)記定位了2個(gè)新的抗白粉病基因Pr030和Pr031，分別在小麥抗病、抗逆基因的分子標(biāo)記研究和標(biāo)記輔助選擇方面取得了明顯進(jìn)展；先后構(gòu)建了3張大豆標(biāo)記連鎖圖譜，涉及的性狀包括農(nóng)藝性狀、抗病性(花葉病毒病、胞囊線蟲病)、抗逆性(耐鹽性、抗旱性)和品質(zhì)性狀(蛋白質(zhì)、脂肪含量)等。 2.2.2 轉(zhuǎn)基因植物育種研究 在國(guó)家相關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目資助下，我國(guó)轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展迅速，建立了多種主要農(nóng)作物的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，應(yīng)用這些轉(zhuǎn)化技術(shù)已獲得具有不同性

12、狀的轉(zhuǎn)基因植物180種，涉及的基因種類超過200種，改良的性狀包括抗蟲性、抗病性、抗除草劑、品質(zhì)和耐儲(chǔ)性等，進(jìn)人田問環(huán)境釋放的轉(zhuǎn)基因植物有水稻、玉米、棉花、大豆、煙草、馬鈴薯、番茄、甜椒和楊樹等22種，獲準(zhǔn)商業(yè)化生產(chǎn)的植物種類有棉花、番茄、甜椒和矮牽牛等6種，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉已進(jìn)人商品化生產(chǎn)階段，已審定的抗蟲、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的抗蟲棉品種60多個(gè)，累計(jì)推廣面積已超過666.7萬(wàn)hm2。僅“十五”期問國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)就產(chǎn)生通過品種審定或獲得品種保護(hù)權(quán)的轉(zhuǎn)基因植物新品種(系)35個(gè)，其中轉(zhuǎn)基因大豆新品種2個(gè)，轉(zhuǎn)基因玉米自交系23個(gè)、優(yōu)良雜交組合8個(gè)，轉(zhuǎn)基因雜交

13、水稻組合2個(gè)。 2.2.3分子育種研究與高效育種體系 在作物分子育種理論和方法研究方面，建立了大規(guī)模發(fā)掘功能基因標(biāo)記和克隆基因的理論方法及技術(shù)體系，開發(fā)出數(shù)干個(gè)主要農(nóng)作物功能型分子標(biāo)記，向國(guó)內(nèi)外開放利用；形成了標(biāo)記檢測(cè)與回交轉(zhuǎn)育相結(jié)合的分子標(biāo)記選擇和基因定向選擇方法，建立了高效轉(zhuǎn)基因技術(shù)體系；完成了DNA與蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建系統(tǒng)，研制出表型和基因型互作模型與預(yù)測(cè)軟件，建立了品種的定性和定量分子設(shè)汁方法；集成分子標(biāo)記育種、轉(zhuǎn)基因育種、分子設(shè)計(jì)育種的理論和技術(shù)，形成了作物分子育種理論和方法體系，成功選育出含目標(biāo)基因的水稻、小麥和乇米等主要農(nóng)作物新品種。 在作物高效育種技術(shù)體系研究方面，構(gòu)建了超級(jí)稻高

14、產(chǎn)理論與新品種選育技術(shù)體系、轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉分子育種新體系、油菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)體系、甘藍(lán)顯性雄性不育系等以分子育種和雜種優(yōu)勢(shì)利用為核心的主要農(nóng)作物高效育種技術(shù)體系，培育出水稻協(xié)優(yōu)9308、棉花中棉所41、sGKz8、油菜中雙9號(hào)、中甘系列甘藍(lán)等一批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的超級(jí)新品種和特色、專用新品種。在國(guó)際上，首次成功創(chuàng)建高產(chǎn)量、高純度、高效率、低成本的轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉及育種新體系，該技術(shù)推廣應(yīng)用后增產(chǎn)超過25，每年新增的皮棉相當(dāng)于目前66.7萬(wàn)hm2棉田的總產(chǎn)量，等于再造一個(gè)長(zhǎng)江流域棉區(qū)。建立了國(guó)際領(lǐng)先的矮敗小麥輪回選擇育種技術(shù)平臺(tái)，大大提高了育種效率，被“綠色革命之父”布勞格先生譽(yù)為“小

15、麥育種的革命”。繼成功選育出國(guó)際公認(rèn)的超級(jí)稻組合協(xié)優(yōu)9308之后，相繼培育出國(guó)稻l號(hào)、國(guó)稻6號(hào)、協(xié)優(yōu)107等創(chuàng)造世界水稻最新高產(chǎn)紀(jì)錄的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)超級(jí)稻新品種，超過農(nóng)業(yè)部制定的超級(jí)稻第二階段800kg/667。的產(chǎn)量目標(biāo)，正在向單產(chǎn)超900kg/667m2。的第三期目標(biāo)奮進(jìn)。選育出以“六高、兩優(yōu)、多用”優(yōu)質(zhì)油菜新品種中雙9號(hào)為代表的一批雙低油菜新品種，綜合性狀突出，品質(zhì)、產(chǎn)量和抗性均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。利用植物細(xì)胞工程和染色體工程技術(shù)育成了小偃6號(hào)小麥、京花1號(hào)小麥、中花號(hào)水稻等一批重要品種。近5年來，在高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆作物新品種選育方面，共培育并成功推廣種植水稻、小麥、玉米、大豆、棉花和油菜

16、等作物新品種650個(gè)，創(chuàng)造了1 200多份具有優(yōu)良特性的遺傳新材料，累計(jì)推廣面積超過1.17億hm2，增產(chǎn)糧食600多億kg，直接經(jīng)濟(jì)效益731.5億元，培育高科技種業(yè)15家，創(chuàng)造了巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，為保障我國(guó)糧食安全、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出了顯著貢獻(xiàn)。 2.3動(dòng)物克隆及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù) 集成活體采卵、體外受精、胚胎克隆、胚胎性控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)良種家畜胚胎的工程化生產(chǎn)，降低良種胚胎生產(chǎn)成本，加快良種繁育速度；集成轉(zhuǎn)基因技術(shù)和胚胎工程技術(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因抗病育種、提高生產(chǎn)性能的育種；集成動(dòng)物轉(zhuǎn)基因和胚胎工程技術(shù)，研制奶畜乳腺生物反應(yīng)器，進(jìn)行保健蛋白、藥用蛋白、疫苗以及其他特殊蛋白的生產(chǎn)，提高家畜奶產(chǎn)

17、品的生產(chǎn)價(jià)值，是畜禽快繁、分子育種的方向和途徑。我國(guó)從20世紀(jì)80年代中期開始進(jìn)行胚胎分割研究，1990年開始胚胎細(xì)胞核移植技術(shù)，先后用胚胎細(xì)胞克隆牛、羊、豬、兔等動(dòng)物獲得成功，成功地獲得了轉(zhuǎn)基因魚、小鼠、豬、牛、羊等動(dòng)物，獲得體細(xì)胞克隆山羊、牛和牛羊乳腺生物反應(yīng)器，在動(dòng)物克隆和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面已具有一定的基礎(chǔ)，某些單項(xiàng)胚胎生物工程技術(shù)已在畜牧業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用，位居世界先進(jìn)水平。 2.4動(dòng)植物生物反應(yīng)器研究 動(dòng)植物生物反應(yīng)器是繼細(xì)菌發(fā)酵、細(xì)胞培養(yǎng) 之后新一代的基因工程技術(shù)，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)在動(dòng)植物組織或體液中(主要為乳腺)生產(chǎn)藥用保健蛋白和生物材料等。我國(guó)建立了用煙草、番茄、生菜等轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗和

18、醫(yī)用蛋白的表達(dá)系統(tǒng)，特別是建立了用油體表達(dá)體系在油菜種子中生產(chǎn)鮭魚降鈣素的技術(shù)平臺(tái)和體系，在轉(zhuǎn)基因油菜種子油體中高水平表達(dá)具有生物學(xué)功能的鮭魚降鈣素蛋白，融合蛋白的表達(dá)量占種子總蛋白的6.47，具有較高的生物學(xué)活性(約1700 IU· mg-1)，動(dòng)物試驗(yàn)表明，其具有降低血鈣、抑制破骨細(xì)胞形成的生物學(xué)功能；利用玉米生物反應(yīng)器研發(fā)出第二代植酸酶生產(chǎn)系統(tǒng)，開發(fā)了新型乳糖酶及其高效生產(chǎn)途徑。在動(dòng)物生物反應(yīng)器技術(shù)方面，成功攻克了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制備、重組蛋白高效表達(dá)等動(dòng)物生物反應(yīng)器上游關(guān)鍵技術(shù)難題，成功獲得了乳腺中能表達(dá)人血清白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛和乳腺中能表達(dá)凝血因子的轉(zhuǎn)基因羊。 2.5生物農(nóng)藥 在微

19、生物農(nóng)藥研究領(lǐng)域，我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立鑒定和克隆的新型Bt基因數(shù)目已超過30個(gè)，約占同期國(guó)際命名Bt基因總數(shù)的1/3。Bt菌劑WG-001是我國(guó)第一個(gè)通過安全性審定獲準(zhǔn)商品化生產(chǎn)的基因工程微生物殺蟲劑，工程菌“熒光93”是我國(guó)利用生物技術(shù)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行遺傳改良的最早的實(shí)踐。經(jīng)過多年堅(jiān)持自主原始創(chuàng)新，已相繼開發(fā)出了200多種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和中國(guó)特色的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，如木霉制劑、Bt、綠僵菌、白僵菌、阿維菌素、井崗霉素、中生菌素等，部分產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)通過合作等方式輸出到國(guó)際市場(chǎng)。近年來，運(yùn)用基因控制技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)掘新的生物農(nóng)藥制劑或產(chǎn)品，應(yīng)用現(xiàn)代細(xì)胞工程和先進(jìn)發(fā)酵技術(shù)提高單位產(chǎn)品的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，在棉

20、鈴蟲病毒原藥、Harpin蛋白研究、聚半乳糖醛酸酶水劑、白僵菌可濕性粉劑、粘帚霉可濕性粉劑、除多種惡性雜草的生物除草劑等新型生物農(nóng)藥技術(shù)與工藝研制上取得創(chuàng)新，生物源農(nóng)藥的活性成分已達(dá)到200多種，登記注冊(cè)的產(chǎn)品已超過1000個(gè)，其中生物化學(xué)農(nóng)藥124種、微生物生物農(nóng)藥68種、植物源生物農(nóng)藥10種，總產(chǎn)值約65億元。 2.6生物飼料 我國(guó)是世界第二大飼料生產(chǎn)國(guó)，近年來利用生物技術(shù)等手段，成功構(gòu)建了高效穩(wěn)定表達(dá)植酸酶外源基因的畢赤酵母工程菌及其表達(dá)系統(tǒng)，已應(yīng)用于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；研制出木聚糖酶、-葡聚糖酶、-甘露聚糖酶等飼用酶制劑生產(chǎn)工程菌，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，為飼料用生物制品的研制和生產(chǎn)指

21、明了方向。運(yùn)用基因控制與表達(dá)、基因操作、定向高效發(fā)酵、自動(dòng)控制等技術(shù)，在提高飼料報(bào)酬率的新型飼料添加劑篩選、取代抗生素的新型安全添加劑研究，以及改良畜禽品質(zhì)和風(fēng)味的天然植物添加劑研究等方面也取得了新的進(jìn)展。 2.7生物肥料 我國(guó)是生物肥料開發(fā)利用較早的國(guó)家之一，通過多年的研究積累，已開發(fā)出5406、根瘤菌、解磷、溶磷、解鉀、促生磷細(xì)菌等一批生物肥料產(chǎn)品，現(xiàn)有10余株轉(zhuǎn)基因固氮微生物處于安全性評(píng)價(jià)和田問示范階段。有生物肥料企業(yè)500余家，登記的生物肥料產(chǎn)品526個(gè)，年產(chǎn)量450萬(wàn)t、應(yīng)用面積666.7萬(wàn)hm2、產(chǎn)值80億元，在生產(chǎn)中發(fā)揮了較大作用。 2.8重組工程疫苗 運(yùn)用基因操作的相關(guān)技術(shù)，已

22、研制出了偽狂犬病毒基因缺失疫苗、馬傳染性貧血驢白細(xì)胞弱毒疫苗、抗H5或H9亞型禽流感重組雞痘病毒疫苗、多肽疫苗和重組偽狂犬病毒基因工程疫苗等，部分產(chǎn)品已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。成功地構(gòu)建了偽狂犬病毒TK基因缺失的雞傳染性喉氣管炎病毒、含馬立克氏病毒gB基因的重組禽痘病毒、表達(dá)傳染性氣管炎病毒gB基因和傳染性法氏囊病毒VP2基因的重組禽痘病毒，制備成雙價(jià)大腸桿菌疫苗。哈爾濱獸醫(yī)研究所研制的H5N2疫苗在撲滅我國(guó)2004年暴發(fā)的高致病性禽流感中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。自主研發(fā)出新型H5N1基因重組禽流感滅活工程疫苗，首次成功解決了水禽缺乏有效防治禽流感疫苗這一世界性難題，是目前全球唯一大規(guī)模應(yīng)用的人類/動(dòng)物流感

23、病毒反向遺傳操作基因工程疫苗，極大地提高了我國(guó)禽流感的預(yù)防控制能力和國(guó)際地位舊。近年來，我國(guó)在二價(jià)或多價(jià)基因工程疫苗、分子標(biāo)記疫苗、核酸疫苗、朊蛋白疫苗的研制以及負(fù)鏈RNA病毒反向基因操作技術(shù)應(yīng)用等方面發(fā)展迅速，目前，我國(guó)生產(chǎn)的獸用生物制品品種已達(dá)200多個(gè)，年總產(chǎn)值逾50億元。 2.9轉(zhuǎn)基因安全性評(píng)價(jià)技術(shù)研究 在轉(zhuǎn)基因植物環(huán)境安全性評(píng)價(jià)與檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系方面，完成了轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和水稻環(huán)境安全性評(píng)價(jià)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立了適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的轉(zhuǎn)基因植物安全性評(píng)價(jià)的技術(shù)體系；評(píng)價(jià)了國(guó)外轉(zhuǎn)基因大豆、玉米和油菜對(duì)我國(guó)環(huán)境的潛在影響；系統(tǒng)監(jiān)測(cè)研究了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉大規(guī)模商業(yè)化種植對(duì)靶標(biāo)生物、非靶標(biāo)生物、農(nóng)田生態(tài)系

24、統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)和生物多樣性的影響，制定了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的管理策略，為轉(zhuǎn)基因作物的安全性管理和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的持續(xù)利用提供了技術(shù)支撐；形成了獨(dú)立自主與國(guó)際領(lǐng)先水平進(jìn)行平等對(duì)話和交流的技術(shù)能力與平臺(tái)。 3我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域與方向 運(yùn)用社會(huì)主義制度能夠集中力量辦大事的優(yōu)勢(shì)，按照“系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自主創(chuàng)新、重點(diǎn)突破、產(chǎn)業(yè)推動(dòng)”的方針，集中資源，依托優(yōu)勢(shì)單位，重點(diǎn)突破，優(yōu)先支持一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性的研究項(xiàng)目，搶占一批農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的前沿戰(zhàn)略制高點(diǎn)，構(gòu)筑一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利的技術(shù)平臺(tái)；重點(diǎn)發(fā)展一批市場(chǎng)潛力大、科技含量高、產(chǎn)品附加值大的重大技術(shù)和產(chǎn)品，加速其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；集成國(guó)內(nèi)外

25、先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮我國(guó)資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成一批我國(guó)自有的農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)，鍛造國(guó)家農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)體系；力爭(zhēng)通過1015年的努力，使農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平躍居世界前列。 3.1重要農(nóng)作物、微生物病原菌、畜禽功能基因組學(xué)研究 通過結(jié)構(gòu)基因組學(xué)(主要指研究基因組的結(jié)構(gòu)和組織，包括物理圖譜、遺傳連鎖圖譜和基因組的全序列分析等)與功能基因組學(xué)(主要包括大規(guī)模的基因分離、基因的表達(dá)特性和功能分析等)的研究，闡明主要農(nóng)作物、畜禽、病原微生物的基因組結(jié)構(gòu)和功能，以及涉及重要性狀的基因的表達(dá)和調(diào)控機(jī)制。 利用理化誘變和插入突變等技術(shù)建立主要農(nóng)作物的突變體庫(kù)，為大規(guī)模分離與產(chǎn)量

26、、品質(zhì)、抗性有關(guān)的功能基因奠定基礎(chǔ)。利用DNA芯片技術(shù)和差別顯示等方法，大規(guī)模分離水稻、玉米等主要農(nóng)作物與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性相關(guān)的基因。構(gòu)建不同組織器官、不同發(fā)育階段的基因表達(dá)譜，結(jié)合遺傳突變體的分析和測(cè)序及同源性比較，研究有關(guān)基因的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能和作用機(jī)制。 利用現(xiàn)有模式植物中一些重要基因的已知序列，在農(nóng)作物中分離其同源序列；同時(shí)，充分利用現(xiàn)有國(guó)內(nèi)植物分子生物學(xué)的研究基礎(chǔ)，進(jìn)行同源基因的功能分析與比較，以增加對(duì)形成農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性相關(guān)基因認(rèn)識(shí)的系統(tǒng)性與完整性。 利用植物突變體庫(kù)大規(guī)模分離和鑒定功能基因。利用擬南芥、水稻、小麥、玉米和大豆等基因組全序列信息，快速建立以水稻為代表的單子葉植

27、物、以擬南芥為代表的雙子葉植物的突變體庫(kù)，大規(guī)模鑒定基因功能，搶占植物基因研究制高點(diǎn)。利用植物基因的同源性，迅速獲得其他作物的同源基因，建立我國(guó)自己的農(nóng)作物基因的生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)。 3.2植物生物技術(shù)育種與產(chǎn)業(yè)化 3.2.1 植物基因工程育種包括水稻、玉米、小麥、大豆、棉花、煙草、果樹、蔬菜、蠶桑、茶葉、麻類、林木、牧草和花卉等主要農(nóng)林作物轉(zhuǎn)基因體系的完善和轉(zhuǎn)基因新方法的研究，轉(zhuǎn)基因作物新品種的培育和安全性評(píng)價(jià)及產(chǎn)業(yè)化。 3.2.2 分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)在水稻、小麥、玉米、大豆、油菜和棉花等主要作物上，通過利用與目標(biāo)性狀緊密連鎖的DNA分子標(biāo)記對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行間接選擇，以期在育種早期就能夠?qū)δ繕?biāo)基

28、因的轉(zhuǎn)移進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的選擇，克服隱性基因再度利用時(shí)識(shí)別的困難，加速育種進(jìn)程，提高育種效率；利用分子標(biāo)記多基因聚合育種，選育抗病、抗蟲、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)等綜合性狀優(yōu)良的新品種。 3.2.3 細(xì)胞與染色體工程育種在小麥等多倍體作物上通過細(xì)胞與染色體水平的遺傳操作，將異源屬種的優(yōu)良性狀基因?qū)胧荏w植株，經(jīng)系統(tǒng)選擇培育優(yōu)良新品種。 3.2.4 植物生物反應(yīng)器 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的基因轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中，進(jìn)行高效表達(dá)，生產(chǎn)具有重要價(jià)值的基因工程藥物或次生代謝物等。33動(dòng)物生物技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化 3.3.1 動(dòng)物基因診斷技術(shù)建立起極端品種問雜交的資源群體或商業(yè)品種問雜交的資源群體，記錄和測(cè)定所有資源群體中全部個(gè)體的生

29、產(chǎn)性狀和質(zhì)量性狀；進(jìn)行大規(guī)模半自動(dòng)或全自動(dòng)基因型分析，遺傳定位分析并對(duì)標(biāo)記座位的遺傳效應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)全自動(dòng)優(yōu)良基因型PCR診斷試劑盒；在動(dòng)物常規(guī)育種中的應(yīng)用及推廣DNA標(biāo)記輔助選擇(MAS)。 3.3.2 乳腺生物反應(yīng)器 動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器模式動(dòng)物的研究，評(píng)估其轉(zhuǎn)基因結(jié)構(gòu)的表達(dá)特異性和表達(dá)高效性及目標(biāo)基因的遺傳穩(wěn)定性，以及這些目標(biāo)基因表達(dá)“泄漏”后對(duì)動(dòng)物機(jī)體本身的危害；確定轉(zhuǎn)基因表達(dá)的“非整合位點(diǎn)依賴性”和表達(dá)效率以及“轉(zhuǎn)基因拷貝數(shù)依賴性”。 3.3.3 動(dòng)物基因工程疫苗 重點(diǎn)針對(duì)狂犬病毒、牛傳染性鼻氣管炎病毒和豬生殖呼吸障礙綜合癥病毒等進(jìn)行疫苗及其相應(yīng)鑒別診斷技術(shù)的研究，抗豬瘟和偽狂

30、犬病基因工程雙價(jià)疫苗的研制與產(chǎn)業(yè)化等。 3.3.4家畜克隆育種技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化 動(dòng)物核移植研究的重點(diǎn)應(yīng)放在利用培養(yǎng)的胚胎細(xì)胞核作為核供體，通過家畜無(wú)性繁殖技術(shù)，建立最佳的供體核休眠程序，提高核融合的效率，包括牛、羊胚胎和傳代胚細(xì)胞克隆技術(shù)的完善和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，牛、羊體細(xì)胞克隆技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，豬體細(xì)胞克隆技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。 3.3.5動(dòng)物轉(zhuǎn)基因育種與產(chǎn)業(yè)化 奶品質(zhì)的改良方面，利用基因敲除技術(shù)或其他分子生物學(xué)技術(shù)滅活牛乳球蛋白基因的功能，為人類提供新的安全食品；生長(zhǎng)和抗性性狀的改良方面，通過向動(dòng)物基因組導(dǎo)人與生長(zhǎng)或抗性相關(guān)的基因，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲得更多的優(yōu)良基因；高附加值性狀的產(chǎn)生方面，通過轉(zhuǎn)基因技

31、術(shù)將人奶蛋白基因?qū)伺；蚪M中使乳牛生產(chǎn)高附加值的人奶；另外，還將推進(jìn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物新品種的示范推廣與產(chǎn)業(yè)化。 3.3.6動(dòng)物基因工程激素技術(shù) 大規(guī)模生產(chǎn)動(dòng)物“瘦蛋白”，用此種蛋白提高瘦肉率、飼料轉(zhuǎn)化效率；大規(guī)模生產(chǎn)動(dòng)物肌肉生長(zhǎng)抑制因子體外疫苗，使肌肉生長(zhǎng)抑制因子的功能失活，從而大幅度改良瘦肉率性狀；生長(zhǎng)激素釋放因素、生長(zhǎng)激素及其他刺激生長(zhǎng)的激素的生產(chǎn)，可以催化生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量；催乳素的生產(chǎn)和利用，可提高奶量和動(dòng)物免疫力；另外，還包括繁殖激素的生產(chǎn)和利用，如：人促性腺激素(FSH)、促黃體素(LH)催產(chǎn)素等。 3.4重組農(nóng)用生物制劑的研制與產(chǎn)業(yè)化 重點(diǎn)支持重組微生物農(nóng)藥、飼料、肥料、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、環(huán)境修復(fù)制劑和食品微生物的研究和產(chǎn)業(yè)化。 3.4.1新型高效生物農(nóng)藥研制 包括微生物殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和農(nóng)用抗生素等。應(yīng)用高新技術(shù)研制新型生物農(nóng)藥，提高其穩(wěn)定性、速效性和持效性。 3.4.2新型生物肥料產(chǎn)品研制 利用植物根際微生物所具有的固氮、營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化以及合成植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等特性，采用生物技術(shù)構(gòu)建高效固氮、耐銨泌銨的工程菌株，制成微生物肥料，部分替代化學(xué)肥料。因此，利用現(xiàn)