發(fā)布時(shí)間：2022-11-16 10:14:34
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物技術(shù)應(yīng)用樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；蔬菜育種；應(yīng)用
自20世紀(jì)70年代初，以DNA重組技術(shù)和淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用為標(biāo)志的生物技術(shù)誕生以來(lái)，迄今已走過(guò)了30余年的發(fā)展歷程[1]。由于生物技術(shù)在解決人類(lèi)面臨的重大問(wèn)題如糧食、健康、環(huán)境和能源等方面將開(kāi)辟?gòu)V闊的前景，因此越來(lái)越被各國(guó)政府和企業(yè)界所關(guān)注，與信息、新材料和新能源技術(shù)并列成為影響國(guó)計(jì)民生的四大科學(xué)技術(shù)支柱，是21世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)。生物技術(shù)即生物工程，是由基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四大體系組成的現(xiàn)代高新技術(shù)，它以基因操作為核心，利用生物體（或生物組織、細(xì)胞及其組分）的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系。在農(nóng)業(yè)方面，轉(zhuǎn)基因植物于1983年問(wèn)世，1986年被批準(zhǔn)進(jìn)入田間試驗(yàn)，根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫局（APHIS）的數(shù)據(jù)，截至1997年1月31日，美國(guó)已批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因植物田間試驗(yàn)達(dá)2 584例。近年來(lái)，生物技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中，使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)達(dá)到高產(chǎn)、高質(zhì)、高效的目的。生物技術(shù)在蔬菜育種上的應(yīng)用主要有作物組織培養(yǎng)技術(shù)、體細(xì)胞雜交技術(shù)、轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)和分子標(biāo)記育種技術(shù)等[2]。
1 組織培養(yǎng)技術(shù)在蔬菜育種上的應(yīng)用
組織培養(yǎng)是指在無(wú)菌條件下，在人工制備的培養(yǎng)基上培養(yǎng)植物的各種離體器官、組織或細(xì)胞，這些離體部分可以不斷地、一代代地連續(xù)生長(zhǎng)，并可再生成植株。在培養(yǎng)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生變異，可通過(guò)選擇培養(yǎng)育成新品種。組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，如單倍體育種、克服遠(yuǎn)緣雜交不實(shí)及雜種不育、打破種子休眠、快速繁殖植株、種質(zhì)資源保存、無(wú)性繁殖植物的脫病毒培養(yǎng)、原生質(zhì)體的培養(yǎng)等。我國(guó)在油菜小孢子培養(yǎng)技術(shù)方面進(jìn)行了較為深入的研究，主要集中于影響小孢子培養(yǎng)效率的因素、染色體加倍技術(shù)、再生苗移栽技術(shù)等，并初步建立了高效小孢子培養(yǎng)技術(shù)體系，促進(jìn)了小孢子培養(yǎng)技術(shù)在油菜育種研究如材料創(chuàng)新、雜交油菜親本創(chuàng)制及雜種后代選育等方面的應(yīng)用。
體細(xì)胞雜交即原生質(zhì)體融合，可獲得體細(xì)胞雜交產(chǎn)物，克服有性雜交中雙親不親和的現(xiàn)象，擴(kuò)大了雜交親本和種質(zhì)資源的利用范圍。其具體步驟是：原生質(zhì)體分離培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞的鑒別與選擇、誘導(dǎo)雜種細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織及再生植株。可應(yīng)用在育種上的有核質(zhì)替換、細(xì)胞質(zhì)雜種的獲得、遠(yuǎn)緣雜交創(chuàng)造新物種、細(xì)胞器的互作研究等方面。
2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在蔬菜育種上的應(yīng)用
將人工分離和修飾過(guò)的基因?qū)氲缴矬w基因組中，由于導(dǎo)入基因的表達(dá)，引起生物體性狀可遺傳的修飾，這一技術(shù)稱(chēng)之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的飛速發(fā)展不僅為基因表達(dá)、調(diào)控和遺傳研究提供了一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)體系，更重要的是為生物定向改良和分子育種提供了一種較佳的方法，使其成為基因工程和育種最有效的途徑[3]，其主要應(yīng)用于：
2.1 品質(zhì)改良育種
目前蔬菜品質(zhì)改良已成為蔬菜品種選育的主要目標(biāo)，一些有價(jià)值的外源基因的導(dǎo)入無(wú)疑是一條有效途徑。我國(guó)自主培育的“超油1號(hào)”和“超油2號(hào)”兩個(gè)轉(zhuǎn)基因油菜新品系，含油量高達(dá)52.82%，是目前世界上含油量最高的甘藍(lán)型油菜[4]。另外，抗腐能力強(qiáng)、耐貯性高的番茄以及具有高含量必需氨基酸的馬鈴薯等轉(zhuǎn)基因蔬菜也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。
2.2 抗性育種
2.2.1 轉(zhuǎn)入抗病毒基因
利用最多的一種方式是通過(guò)遺傳轉(zhuǎn)化將病毒外殼蛋白的編碼基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中表達(dá)，目前這種技術(shù)已在番茄、黃瓜、南瓜、甜瓜、生菜等蔬菜上應(yīng)用。此外，病毒復(fù)制酶基因、病毒的反義基因以及一些非病毒來(lái)源的基因轉(zhuǎn)化也均有很大發(fā)展。馬偉采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將TuMV-CP基因?qū)氪蟀撞酥?，建立了高效的大白菜離體再生、遺傳轉(zhuǎn)化體系，并對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行分子生物學(xué)檢測(cè)，證實(shí)得到的再生植株為轉(zhuǎn)基因植株，目的基因已在部分植株上表達(dá)；同時(shí)，還對(duì)轉(zhuǎn)基因植株的后代進(jìn)行檢測(cè)，分析該基因所控制性狀的遺傳穩(wěn)定性以及基因表達(dá)情況，為大白菜基因工程抗病育種提供理論依據(jù)[5]。
2.2.2 轉(zhuǎn)入抗蟲(chóng)基因
目前應(yīng)用的抗蟲(chóng)基因主要有兩種，即來(lái)源于蘇云金芽孢桿菌的毒素基因和來(lái)源于植物的蛋白酶抑制因子基因，其中研究最多的是毒素基因，如從蘇云金芽孢桿菌中提取出引起鱗翅目昆蟲(chóng)神經(jīng)中毒而死亡的內(nèi)毒素基因，將其轉(zhuǎn)入番茄和馬鈴薯中，發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)基因植物的殺蟲(chóng)效果良好。毒素基因還能穩(wěn)定遺傳，并且毒素對(duì)人畜無(wú)害。日本科研人員從蒼蠅體內(nèi)分離得到一種抗菌性很強(qiáng)的蛋白質(zhì)基因，并將這種基因轉(zhuǎn)移到作物細(xì)胞中培育出抗病的煙草、白菜[6]。
2.2.3 轉(zhuǎn)入抗逆基因
目前抗逆基因工程的研究，一方面集中于在逆境條件下才能表達(dá)的某些基因的研究，如與抗（耐）鹽堿有關(guān)的脯氨酸合成酶基因及其他與抗逆有關(guān)的基因；在一種酵母中發(fā)現(xiàn)了一種抗鹽堿基因，現(xiàn)在人們已經(jīng)培育出抗鹽堿的番茄和某些瓜類(lèi)。另一方面則是抗逆代謝過(guò)程中某些酶的研究，現(xiàn)已分離出大量與抗逆代謝相關(guān)的基因，目前應(yīng)用于作物上的抗凍基因主要是魚(yú)類(lèi)的抗凍蛋白基因，例如我國(guó)科學(xué)家把生活在寒溫帶的“美洲擬鰈”冷水魚(yú)的抗凍蛋白基因注入番茄的花粉管，得到轉(zhuǎn)基因的抗寒番茄，試驗(yàn)表明，這種番茄幼苗與對(duì)照品種相比，致死溫度下降2 ℃，所需積溫減少125 ℃，并表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗晚霜能力。
2.2.4 轉(zhuǎn)入抗除草劑基因
主要有兩種途徑：一是使除草劑的敏感性改變，如將除草劑所作用的酶或蛋白質(zhì)的基因轉(zhuǎn)入植物，使其拷貝數(shù)增加，從而使轉(zhuǎn)基因植物中這種酶或蛋白質(zhì)的量大大增加；或針對(duì)除草劑能識(shí)別酶上的位點(diǎn)這一特點(diǎn)，用基因突變的方法使該位點(diǎn)上的相應(yīng)氨基酸發(fā)生突變，但這種基因突變不會(huì)損壞該酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)和酶的保護(hù)功能，只是使除草劑不能識(shí)別這個(gè)位點(diǎn)。二是導(dǎo)入外源基因使除草劑解毒，如草甘膦是一種廣譜除草劑，人們?cè)谝环N突變細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了抗草甘膦的基因，將該基因轉(zhuǎn)入到植物中，則轉(zhuǎn)基因植物能不被草甘膦殺死。
3 分子標(biāo)記技術(shù)在蔬菜育種上的應(yīng)用
標(biāo)記育種是利用與目標(biāo)性狀基因緊密連鎖的遺傳標(biāo)記，對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行跟蹤選擇的一項(xiàng)育種技術(shù)[7]。分子生物學(xué)的發(fā)展為植物遺傳標(biāo)記提供了一種基于DNA變異的新技術(shù)手段，即分子標(biāo)記技術(shù)。它直接以DNA形式出現(xiàn)，在植物體的各個(gè)組織及各發(fā)育時(shí)期均可檢測(cè)到，不受季節(jié)、環(huán)境的限制，不存在表達(dá)與否的問(wèn)題；數(shù)量極多，遍及整個(gè)基因組；多態(tài)性高，利用大量引物、探針可完成覆蓋基因組的分析；表現(xiàn)為中性，既不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)，也與不良性狀無(wú)必然的連鎖；許多標(biāo)記為共顯性，能夠鑒別出純合的基因型與雜合的基因型，提供完整的遺傳信息，其主要應(yīng)用于：
3.1 構(gòu)建遺傳圖譜
遺傳圖譜是植物遺傳育種及分子克隆等許多應(yīng)用研究的理論依據(jù)和基礎(chǔ)，而傳統(tǒng)的遺傳標(biāo)記技術(shù)標(biāo)記數(shù)目少，難以形成一個(gè)較為完整的連鎖圖。在蔬菜作物中，利用分子標(biāo)記技術(shù)目前已構(gòu)建了番茄、馬鈴薯、辣椒、蒿苣、甘藍(lán)、胡蘿卜、芥菜、豌豆、黃瓜、白菜、芹菜等約20種蔬菜作物的圖譜。
3.2 種質(zhì)資源研究
許多科研工作者都借助分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行蔬菜種質(zhì)資源分類(lèi)與遺傳多樣性的研究。Mc Greger等利用分子標(biāo)記技術(shù)分別對(duì)白菜和馬鈴薯的不同品種進(jìn)行了成功的分析鑒定。Stanb等利用分子標(biāo)記技術(shù)，將來(lái)源于國(guó)家植物種質(zhì)資源系統(tǒng)（NPGS）中的922份黃瓜種質(zhì)材料與118份黃瓜栽培材料進(jìn)行了分析比較，發(fā)現(xiàn)栽培材料的遺傳背景十分狹窄，將NPGS黃瓜中的基因通過(guò)回交的方式引入栽培黃瓜，可以進(jìn)行品種改良[8]。
3.3 基因定位
大多數(shù)經(jīng)濟(jì)性狀都是數(shù)量性狀，如產(chǎn)量、成熟期、品質(zhì)等。傳統(tǒng)上是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，把控制某一數(shù)量性狀的微效多基因當(dāng)作一個(gè)整體研究，由于這些微效多基因易受環(huán)境條件影響，因此對(duì)這些性狀的選擇效果差、周期長(zhǎng)，而分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展已可以將多個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行分解，并進(jìn)行個(gè)別研究。
3.4 分子標(biāo)記輔助選擇
在作物的選擇育種中，過(guò)去對(duì)目標(biāo)性狀的選擇是根據(jù)形態(tài)標(biāo)記進(jìn)行的，由于環(huán)境因素和生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)表現(xiàn)型有極大影響，因此這種選擇需要大量的人力、物力及很長(zhǎng)的時(shí)間，而分子標(biāo)記輔助選擇可以極大地提高選擇的效率。例如在進(jìn)行回交育種時(shí)，可以在回交后代中選擇帶有目標(biāo)基因、同時(shí)帶有回交親本標(biāo)記的單株進(jìn)行回交，以加快育種進(jìn)程。
3.5 品種純度鑒定
利用分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行蔬菜品種鑒定，可以不受環(huán)境、取材部位、時(shí)間等因素的影響，在種子或幼苗階段即可鑒定，且信息量大，可以區(qū)分出形態(tài)標(biāo)記難以鑒別的細(xì)微差異，準(zhǔn)確、快速（數(shù)小時(shí)至數(shù)天即可完成）。品種鑒定需要首先構(gòu)建品種的標(biāo)準(zhǔn)DNA指紋圖譜，將需要鑒定的品種的指紋與之對(duì)比，即可知道品種的純度和真?zhèn)巍?yán)莉等利用生理生化方法和DNA分子標(biāo)記技術(shù)，在分子水平、基因水平上根據(jù)不同品種遺傳密碼和酶譜表現(xiàn)不一的特征對(duì)種子進(jìn)行鑒別，快速、準(zhǔn)確、可靠[9]。
生物技術(shù)在蔬菜遺傳育種、品質(zhì)改良上的應(yīng)用前景十分樂(lè)觀，最近十幾年來(lái)已取得很大的進(jìn)展，轉(zhuǎn)基因蔬菜成果已經(jīng)在生產(chǎn)上得到應(yīng)用[10]。目前，許多國(guó)家為了鼓勵(lì)和推動(dòng)生物技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)制定和采取了一些新的、有效的政策及措施，并被人們逐漸接受。在不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)研究工作的同時(shí)，還要將生物技術(shù)充分融合到常規(guī)育種中去，并盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使其為人類(lèi)社會(huì)提供更多的服務(wù)，帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]獸醫(yī)領(lǐng)域；生物技術(shù)；應(yīng)用
生物技術(shù)作為一種先進(jìn)的科技手段，其主要是指在現(xiàn)代生命科學(xué)與其他基礎(chǔ)性科學(xué)的條件下，通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)對(duì)生物原料進(jìn)行加工或改造生物體，從而生產(chǎn)出人類(lèi)所需的產(chǎn)品。生物技術(shù)是以生物學(xué)為基礎(chǔ)，將生物科學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合，能夠有效控制生物控制系統(tǒng)，涉及生物工程、蛋白質(zhì)工程和基因工程等一系列技術(shù)，屬于高新實(shí)用技術(shù)的集合體。總體而言，生物技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，為現(xiàn)代科技科研的發(fā)展與進(jìn)步提供了重要的平臺(tái)，有利于促進(jìn)科技的更高層次的發(fā)展。
1獸醫(yī)領(lǐng)域中生物技術(shù)的應(yīng)用
生物技術(shù)屬于一門(mén)綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，其是指人們加工動(dòng)植物體和微生物等物質(zhì)原料，為社會(huì)提品服務(wù)，包括發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)等。一般獸醫(yī)領(lǐng)域中生物技術(shù)的應(yīng)用可從動(dòng)物育種、動(dòng)物疫病診斷與防治、飼料資源開(kāi)發(fā)、畜禽環(huán)境凈化等方面進(jìn)行具體分析。
1.1動(dòng)物育種
生物技術(shù)在動(dòng)物育種中的應(yīng)用，主要是胚胎技術(shù)、DNA技術(shù)、克隆技術(shù)和轉(zhuǎn)基因等的應(yīng)用，其具有較強(qiáng)的針對(duì)性，能夠?qū)鹘y(tǒng)人工育種的形式加以改善，加快培育和品種優(yōu)選的時(shí)間，縮短培育的周期，提高育種質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)分子級(jí)的培育效果。例如通過(guò)生物技術(shù)可提取特殊基因，在插入基因簇的基礎(chǔ)上開(kāi)展生物的遺傳性再造，這樣能夠?qū)ζ贩N的某一特性加以改變，優(yōu)化品種或改造種群。然后利用相關(guān)的生物技術(shù)，有效進(jìn)行檢測(cè)與診斷，對(duì)遺傳改造效果進(jìn)行科學(xué)分辨，保留達(dá)到預(yù)期的小組，提高育種過(guò)程的速度與準(zhǔn)確性，提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)能力。
1.2動(dòng)物疫病診斷與防治
運(yùn)用生物技術(shù)來(lái)診斷與防治動(dòng)物疫病，其主要是通過(guò)該技術(shù)培育基因工程獸用疫苗，其培育時(shí)間比常規(guī)疫苗生產(chǎn)時(shí)間要短，并且疫苗具有更加強(qiáng)大的效果和更多的種類(lèi)，降低因污染或殘毒而導(dǎo)致的生物污染幾率。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的包括預(yù)防禽痘病毒的核酸疫苗、基因缺失疫苗、活病毒載體重組疫苗等。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新型有效的診斷方法用于畜禽的疾病診斷中，尤其是多種分子生物學(xué)診斷方法，如聚合酶鏈反應(yīng)法、核酸探針?lè)?、免疫印跡法、限制酶分析法等。
1.3飼料資源開(kāi)發(fā)
動(dòng)物的養(yǎng)殖需要以飼料為基礎(chǔ)，其直接關(guān)系到畜牲畜的成長(zhǎng)和畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；而生物技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展有效推動(dòng)了畜牧業(yè)與農(nóng)業(yè)的技術(shù)變革，為飼料資源的研發(fā)提供了有力條件。將生物技術(shù)應(yīng)用在飼料研發(fā)中，能夠促進(jìn)飼料營(yíng)養(yǎng)成分的提高，減少因飼料短缺而產(chǎn)生的壓力情況，為畜牧業(yè)的良性發(fā)展提供基礎(chǔ)。如生物技術(shù)在發(fā)酵飼料中的應(yīng)用，其對(duì)傳統(tǒng)飼料來(lái)源加以改變，降低飼料成本，提高畜禽的適應(yīng)性和抵抗力，減少畜禽的發(fā)病率。澳大利亞的部分科學(xué)家已經(jīng)研制出新的首蓓，其含有十分豐富的蛋白質(zhì)，去除相關(guān)基因之后可作為新型的高蛋白質(zhì)含量的飼料。
1.4畜禽環(huán)境凈化
由于養(yǎng)殖業(yè)大多較為集中，因此畜舍中會(huì)散發(fā)出含有氨氣的難聞氣味，這些物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重威脅到對(duì)人畜的健康，因此需要采用科學(xué)的措施來(lái)防治這一情況。如由于畜舍中含有大量氨氣，導(dǎo)致肉雞情況的出現(xiàn)，或者是引發(fā)豬的呼吸道疾病?？茖W(xué)家利用生物技術(shù)提取莫哈欠絲蘭中的糖化合物，從而減少畜舍內(nèi)含有的糞臭素、氨氣和硫化氫，促進(jìn)牲畜血液中含氧成分的增強(qiáng)，避免雞產(chǎn)生腹水癥的現(xiàn)象，提高豬的生產(chǎn)性能。
2獸醫(yī)領(lǐng)域中生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
DNA重組技術(shù)作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，其操作對(duì)象主要是遺傳物質(zhì)、基因或細(xì)胞機(jī)體。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，其為畜禽類(lèi)疾病的診療與疫苗的研發(fā)等提供了技術(shù)支持，有利于畜禽類(lèi)疾病的預(yù)防，減少人類(lèi)部分疾病的產(chǎn)生。當(dāng)前基因治療仍然是動(dòng)物醫(yī)學(xué)的重要研究方向，如利用何種方式認(rèn)識(shí)和利用基因等，其需要以動(dòng)物疾病模型為依據(jù)研究與分析基因治療問(wèn)題，從而完善獸醫(yī)臨床的相關(guān)理念。此外，生物制藥也是現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展方向，抗生素的耐藥性已經(jīng)成為十分嚴(yán)重的問(wèn)題，畜牧生產(chǎn)者對(duì)抗生素的廣泛應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了新耐藥菌株的傳播，引發(fā)了部分人畜共患的疾病，給醫(yī)療保健系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此生物類(lèi)醫(yī)藥的應(yīng)用是未來(lái)藥物的使用準(zhǔn)則，其有利于預(yù)防疾病與疫苗接種，對(duì)獸藥的研制具有較好的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)代生物技術(shù)具有良好的優(yōu)越性，是未來(lái)醫(yī)藥行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)，但是如何簡(jiǎn)化分析方法、降低技術(shù)的使用成本及操作難度，仍然是該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際發(fā)展中需重點(diǎn)解決的難題。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，生物技術(shù)作為一種綜合性的高新技術(shù)，其多應(yīng)用于動(dòng)物育種、動(dòng)物疫病診斷與防治、飼料資源開(kāi)發(fā)、畜禽環(huán)境凈化等方面，有效推動(dòng)了獸醫(yī)領(lǐng)域的發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)在研發(fā)生物技術(shù)層面相對(duì)落后，尤其是動(dòng)物育種和飼料研發(fā)等方面的應(yīng)用，但是我國(guó)正在不斷提高對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，今后其在牲畜養(yǎng)殖方面的應(yīng)用將會(huì)變得更加廣泛和普及。
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵字：生物技術(shù)制藥；應(yīng)用；研究現(xiàn)狀
一、前言
采用現(xiàn)代生物技術(shù)人為的創(chuàng)造或者改變自然條件，以微生物或動(dòng)植物細(xì)胞為載體生產(chǎn)醫(yī)用藥物的過(guò)程，稱(chēng)為生物技術(shù)制藥。生物制藥的飛速發(fā)展在治療癌癥、神經(jīng)退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、銀屑病等方面發(fā)揮著重要的作用[1]，解決了大量傳統(tǒng)藥物無(wú)法解決的困難。
二、 基因工程制藥
2.1 基因工程制藥的原理?；蚬こ讨扑幨侵赶却_定治療某種疾病的關(guān)鍵性蛋白質(zhì)，通過(guò)獲取該蛋白質(zhì)的編碼基因，對(duì)其基因進(jìn)行改造或大規(guī)模擴(kuò)增，然后轉(zhuǎn)入到相應(yīng)的可以大規(guī)模表達(dá)的受體細(xì)胞中去，在細(xì)胞的繁殖過(guò)程中大量生產(chǎn)這一藥用蛋白的過(guò)程。
2.2 基因工程制藥的簡(jiǎn)要流程?；蚬こ讨扑幍闹饕鞒虨閇2]：目的基因的獲得、組建重組質(zhì)粒、構(gòu)建基因工程細(xì)胞體、培養(yǎng)工程細(xì)胞體、分離純化表達(dá)產(chǎn)物、除菌和質(zhì)量檢測(cè)、包裝上市。
2.3 基因工程制藥的應(yīng)用?；蚬こ讨扑幵卺t(yī)藥領(lǐng)域最重要的應(yīng)用是新藥的研究開(kāi)發(fā)以及傳統(tǒng)藥物的改進(jìn)。主要應(yīng)用于激素、細(xì)胞因子、溶血栓類(lèi)生理活性物質(zhì)的生產(chǎn)，抗體和疫苗的生產(chǎn)。例如α-重組人干擾素、白介素、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、核酸疫苗、轉(zhuǎn)基因疫苗等。[3]
三、動(dòng)、植物細(xì)胞工程制藥
3.1 動(dòng)物細(xì)胞工程制藥的相關(guān)技術(shù)。目前用于生物制藥的動(dòng)物細(xì)胞有四類(lèi)[4]：原代細(xì)胞、二倍體細(xì)胞系、融合或重組的工程細(xì)胞系、轉(zhuǎn)化細(xì)胞系。原代細(xì)胞指直接取自動(dòng)物器官的細(xì)胞。二倍體細(xì)胞系是指取自動(dòng)物胚胎并經(jīng)過(guò)傳代篩選克隆，具有一定特性的細(xì)胞。工程細(xì)胞系則指通過(guò)細(xì)胞融合或基因重組，對(duì)細(xì)胞遺傳物質(zhì)進(jìn)行改造，使其具有穩(wěn)定遺傳的獨(dú)特性狀的細(xì)胞。轉(zhuǎn)化細(xì)胞系是由某個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程得到的具有很強(qiáng)增殖能力的細(xì)胞。
動(dòng)物細(xì)胞工程制藥的主要技術(shù)有：細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞器移植技術(shù)、染色體改造技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)。[5]
3.2 植物細(xì)胞工程制藥的研究進(jìn)展。植物細(xì)胞工程制藥是利用現(xiàn)代生物工程手段對(duì)植物細(xì)胞體系進(jìn)行大量培養(yǎng)，并直接獲得有用化合物或以其提取物為底物合成其他物質(zhì)的過(guò)程?，F(xiàn)今植物細(xì)胞工程制藥的研究技術(shù)主要包括[6]：大規(guī)模植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用成分、植物生物反應(yīng)器、細(xì)胞級(jí)微粉碎加工技術(shù)、生物酶解技術(shù)、轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)藥物、植物細(xì)胞生產(chǎn)有用次級(jí)代謝產(chǎn)物。例如[7]通過(guò)建立紅豆杉細(xì)胞系，采用生物反應(yīng)器培養(yǎng)生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇。
3.3 動(dòng)植物細(xì)胞工程制藥的應(yīng)用。我國(guó)現(xiàn)階段細(xì)胞工程制藥的應(yīng)用重點(diǎn)在于[8]：人源化抗體的研制和生產(chǎn)、“分子藥田”工程、“動(dòng)物藥廠”計(jì)劃。其中，人源化抗體的研究是利用噬菌體抗體技術(shù)、嵌合抗體技術(shù)等生產(chǎn)療效更好，更適合于人使用的單克隆抗體?！胺肿铀幪铩焙汀皠?dòng)物藥廠”則是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)以植物和動(dòng)物細(xì)胞為載體大量生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。
四、抗體制藥
4.1 抗體制藥技術(shù)?？贵w制藥領(lǐng)域的主要技術(shù)有[9]：抗體高通量大規(guī)模制備技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)抗體產(chǎn)品大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)、人源化抗體的構(gòu)建及優(yōu)化技術(shù)、抗體工程藥物標(biāo)聯(lián)及增效技術(shù)。高通量大規(guī)模制備技術(shù)的常見(jiàn)方法是利用雜交瘤快速篩選、工程抗體庫(kù)和人記憶B細(xì)胞，大規(guī)?？焖俑咝У闹苽鋯慰寺】贵w。動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)抗體大規(guī)模培養(yǎng)則是利用細(xì)胞表達(dá)體系和體外翻譯系統(tǒng)，生產(chǎn)外源抗體蛋白。人源化抗體則屬于基因工程抗體范疇，抗體的親和力顯著提高?？贵w藥物標(biāo)聯(lián)增效則是利用抗體的靶向作用，標(biāo)記同位素、化學(xué)藥物或毒素，以提高抗體療效，降低抗體用量。
4.2 代表性抗體藥物。目前出現(xiàn)的具有代表性的抗體藥物主要有：抗CD20單抗、抗HER2單抗、抗腫瘤壞死因子單抗、抗VEGF單抗、抗EGFR單抗和抗HAb18G/CD147抗體。
五、酶工程制藥
5.1 藥用酶的來(lái)源。藥用酶作為具有催化功能的大分子蛋白質(zhì)，可以直接從生物體中分離也可以化學(xué)合成。但目前最主要的獲取方式仍為從生物體中提取以及發(fā)酵生產(chǎn)。[10]隨著動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)培養(yǎng)動(dòng)植物細(xì)胞獲得藥用酶蛋白的方法成為了最主要的手段。
5.2 酶工程制藥在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。酶工程制藥在疾病的診斷和治療方面有著廣泛的應(yīng)用。由于酶的高效催化特性，使其有著可靠便捷又迅速地診斷和治療特點(diǎn)，在臨床上廣泛應(yīng)用。酶學(xué)診斷包括兩方面：一是利用體內(nèi)原有酶活的變化診斷；二是利用酶反應(yīng)測(cè)定體液中物質(zhì)含量變化診斷。而在治療方面則有著各種各樣的藥用酶類(lèi)，包括：蛋白酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶、尿激酶等。
酶工程制藥在生產(chǎn)方面也有著廣泛的應(yīng)用。例如利用青霉素?；钢圃彀牒铣汕嗝顾睾皖^孢霉素、利用β―酪氨酸酶制造多巴等。酶工程制藥在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用則包括酶法檢測(cè)和酶法分析。
六、總結(jié)
隨著生物技術(shù)的發(fā)展以及生物技術(shù)制藥在應(yīng)用方面的深入研究，生物技術(shù)藥物將不僅僅局限于“疑難雜癥”的治療，其使用的廣泛性和普遍性將得到大大提高。各種生物技術(shù)藥品的發(fā)展成熟將極大地改善人類(lèi)的生活水平和對(duì)疾病的治療能力。
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【關(guān)鍵詞】生物技術(shù) 植物保護(hù) 基因工程
The Plant Biotechnology Applications in Plant Protection
Abstract:With the increasing development of science and technology, biotechnology has been widely used in plant protection.The application of biotechnology is mainly reflected in many ways.The diagnosis and discrimination of plant viruses and pathogenic have promoted the process of plant virus management.The breeding of pest resistant seeds has eliminated the pest damage.The genetic engineering pesticide has effectively avoided the adverse effects of chemical pesticides.The cultivation of herbicide-resistant plants have resisted to insect pests, and bio-technology has greatly promoted the use of plant protection in these areas.
Key words: Biotechnology; Plant Protection; Genetic engineering
伴隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)植物生物技術(shù)研究的不斷深入和發(fā)展，生物技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到植物保護(hù)方面。生物技術(shù)主要是指利用微生物或者生物有機(jī)體來(lái)制造或改進(jìn)產(chǎn)品、改良品種，或者通過(guò)培育微生物等過(guò)程以達(dá)到為人類(lèi)服務(wù)目的的一種技術(shù)。生物技術(shù)主要涵蓋細(xì)胞工程技術(shù)、基因工程技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)以及酶工程技術(shù)。植物生物技術(shù)在針對(duì)植物病毒和病源的判別和診斷、植物病蟲(chóng)害防治等問(wèn)題上具有安全、高效、選擇性強(qiáng)、無(wú)污染等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于植物保護(hù)過(guò)程中。
一、對(duì)植物病毒和病源的判別和診斷
生物技術(shù)應(yīng)用于植物保護(hù)中，能夠快速而有效地進(jìn)行植物病毒和病源的診斷。單克隆抗體技術(shù)就是一種用于對(duì)植物病毒和病源進(jìn)行診斷的技術(shù)，這種技術(shù)與各種免疫標(biāo)記技術(shù)相互結(jié)合，就能夠?qū)Σ≡催M(jìn)行快速而精確的診斷分析，促進(jìn)了植物病毒的治理。單克隆抗體技術(shù)的積極運(yùn)用為診斷和判別植物病害提供了有效的途徑，現(xiàn)已經(jīng)制備了很多種植物病毒單克隆雜交瘤的細(xì)胞株，例如各種像煙草花葉病毒、葡萄扇葉病毒、黃脈病毒等。我國(guó)在植物細(xì)菌病害的研究中取得了豐碩的成果，如水稻白葉枯病、青枯病、葡萄扇葉病毒、馬鈴薯青枯病單克隆抗體的等很多種植物病源的單扛雜交瘤柱系，極大地促進(jìn)了生物技術(shù)在植物病源診斷上的應(yīng)用。
二、培育無(wú)病種苗
近些年來(lái)，我國(guó)在抗病蟲(chóng)育種的基礎(chǔ)上，積極地運(yùn)用生物技術(shù)，創(chuàng)造并選擇利用植物群體內(nèi)新的遺傳變異，取得了很多新的進(jìn)展。生物技術(shù)應(yīng)用于選育抗病蟲(chóng)植物和培育無(wú)病種苗，是通過(guò)組織培養(yǎng)的方式。為了保證各種作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高對(duì)有害生物病、蟲(chóng)、雜草的抗性和耐力，使用組織培養(yǎng)的方式，通過(guò)無(wú)性系突變體來(lái)篩選新的抗病蟲(chóng)材料或新抗源，獲得無(wú)病毒苗，進(jìn)而獲得抗病蟲(chóng)的植物，用體外栽培植物的離體部分來(lái)消除病毒的侵染危害，生成沒(méi)有病毒的完整植株后，再將植株的種子進(jìn)行繁殖，通過(guò)這種無(wú)性繁殖就能獲得沒(méi)有病的的種苗，免除了各種病蟲(chóng)的危害[1]。
通過(guò)花粉粒作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，獲得植株的單倍體，利用單倍體可在較短的時(shí)間內(nèi)培育出新的、高純合材料，從而誘導(dǎo)、篩選出具有抗性的植株。另外利用莖尖脫毒技術(shù)也可以繁育出像薯類(lèi)、果樹(shù)、花卉以及某些蔬菜等無(wú)病毒種苗，極大的保證并提高了作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。目前國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)發(fā)出抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因水稻，同時(shí)我國(guó)也在積極研究，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出抗葉枯病和抗水稻細(xì)菌性條斑病的轉(zhuǎn)基因植株，這種生物技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐，能夠有效地降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量。
三、研制基因工程農(nóng)藥
生物技術(shù)在微生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，能夠代替化學(xué)農(nóng)藥而起到防治害蟲(chóng)的效果。為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量而進(jìn)行的病蟲(chóng)害防治，長(zhǎng)期以來(lái)大量使用有機(jī)農(nóng)藥，雖然起到了殺菌防蟲(chóng)的作用，但與此同時(shí)因單純依靠化學(xué)有機(jī)農(nóng)藥，并且使用濃度嚴(yán)重超標(biāo)也造成了一系列的惡果。例如農(nóng)藥的過(guò)度使用，使得在殺死害蟲(chóng)的同時(shí)，也殺害了害蟲(chóng)的天敵，從而嚴(yán)重的破壞了生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈；長(zhǎng)期使用農(nóng)藥，使得害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性，形成了惡性的循環(huán)；農(nóng)藥殘余嚴(yán)重，破壞了土壤環(huán)境，同時(shí)也危害了人們的身體健康。
鑒于有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥帶來(lái)的各種問(wèn)題，生物農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害的方法也呼之欲出。隨著各種生物殺蟲(chóng)劑和生物殺菌劑的相繼研發(fā)成功，諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲(chóng)劑以及枯草桿菌殺蟲(chóng)劑等的使用，極大的避免了有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的危害作用。利用昆蟲(chóng)重組病毒防治害蟲(chóng)，可以利用寄生在昆蟲(chóng)體內(nèi)的昆蟲(chóng)桿狀病毒，如果將此病毒的基因中插入和表達(dá)外源基因如節(jié)肢動(dòng)物或細(xì)菌來(lái)源的昆蟲(chóng)毒素、昆蟲(chóng)激素或酶，就能夠擾亂害蟲(chóng)內(nèi)部的代謝平衡，從而達(dá)到了滅蟲(chóng)的目的。另外許多微生物農(nóng)藥也在積極的研發(fā)過(guò)程中，利用產(chǎn)素細(xì)菌能夠防治各種因植物細(xì)菌而產(chǎn)生的病害問(wèn)題，這種方法主要是先從土壤根圍的細(xì)菌中篩選出對(duì)水稻或者蔬菜等重要病原細(xì)菌，然后選擇具有較強(qiáng)拮抗作用的拮抗菌株，這種拮抗菌株由于能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的拮抗蛋白而起到了抑制或預(yù)防作物細(xì)菌病害的作用。在這種引進(jìn)拮抗菌株進(jìn)行植物的病蟲(chóng)害防治的進(jìn)程中，從植物體形成的自然生態(tài)系統(tǒng)中篩選增產(chǎn)菌，而增產(chǎn)菌的代謝物對(duì)改善植物生理代謝又起到了重要作用?？傊⑸镛r(nóng)藥具有高效、無(wú)毒、無(wú)公害和無(wú)污染等特點(diǎn)，對(duì)于病蟲(chóng)害防治和環(huán)境保護(hù)都具有良好的效果。
四、培育抗病蟲(chóng)和抗除草劑植物
作為一種分子生物學(xué)技術(shù)，植物基因工程技術(shù)是利用了植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞的全能性是指植物的每個(gè)細(xì)胞都具有相同的遺傳信息，因此能夠把一個(gè)植物細(xì)胞通過(guò)生物技術(shù)方法培養(yǎng)成完整的植株。進(jìn)行抗病蟲(chóng)植物的培養(yǎng)，可以利用動(dòng)物毒素基因的導(dǎo)入達(dá)到防治害蟲(chóng)的目的。此類(lèi)方法是將一些昆蟲(chóng)的毒素基因?qū)氲街参镏校οx(chóng)一旦咬食植物的同時(shí)就吞入這些細(xì)菌，從而就會(huì)被殺死[2]。培養(yǎng)抗除草劑植物是通過(guò)將破壞除草劑的基因?qū)氲街参镏?。研究者已?jīng)從吸水鏈霉菌分理處一種能夠破壞破壞除草劑的基因，將這種基因?qū)氲綗煵?、馬鈴薯和番茄的植株后，這些植株就對(duì)常用的除草劑產(chǎn)生了抗性，這樣就使得這些作物避免了除草劑產(chǎn)生的藥害作用。
[關(guān)鍵詞]生物技術(shù)；水污染；治理；應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）11-0210-01
生物技術(shù)也稱(chēng)作生物增強(qiáng)技術(shù)、投菌法，主要是指立足于現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他類(lèi)型的科學(xué)原理，通過(guò)現(xiàn)代化的科技來(lái)對(duì)生物體或加工生物原料進(jìn)行改造，從而滿(mǎn)足社會(huì)群體的實(shí)際需求或者達(dá)到某種應(yīng)用目的。從整體情況來(lái)看，生物技術(shù)主要包括發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)，屬于一門(mén)現(xiàn)代化的學(xué)科，具有一定的復(fù)雜性和綜合性，逐漸得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。加強(qiáng)生物技術(shù)在水污染治理中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探索和研究，有助于促進(jìn)社會(huì)的水資源的合理應(yīng)用。
1 生物技術(shù)的作用機(jī)理分析
生物技術(shù)的作用機(jī)理的最直接作用就是促進(jìn)微生物底物的直接利用分解，具有良好的應(yīng)用效果。生物技術(shù)的共代謝作用也是作用機(jī)理的一個(gè)重要方面，針對(duì)某些不能夠被微生物直接降解的有害物質(zhì)，在底物存在的條件下，微生物能夠促進(jìn)有害物質(zhì)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的降解，促進(jìn)應(yīng)用目的的達(dá)成。就作用機(jī)理中基因水平轉(zhuǎn)移作用來(lái)看，具有較好的應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)生物強(qiáng)化技術(shù)的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)具備特定特征代謝基因的微生物進(jìn)行引入，立足于基因的基礎(chǔ)上，促進(jìn)了自然基因的交換以及代謝途徑的構(gòu)建，從而有效的提高了生物強(qiáng)化技術(shù)的實(shí)際使用價(jià)值，降解有機(jī)污染物的實(shí)際效果較為明顯，因而在水污染治理中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
2 生物強(qiáng)化菌劑的來(lái)源分析
從宏觀層面來(lái)看，生物強(qiáng)化菌劑是生物強(qiáng)化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)，為生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。相關(guān)研究資料現(xiàn)實(shí)，生物強(qiáng)化菌劑的形成具有一定的特殊性，一方面可以通過(guò)特定環(huán)境進(jìn)行分離篩選，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行馴化培養(yǎng)方可獲得，另一方面，可以使由經(jīng)過(guò)基因工程構(gòu)建的菌株經(jīng)過(guò)一定條件作用后進(jìn)行妥善的保存，在有需要的時(shí)候提取出來(lái)，結(jié)合應(yīng)用目的及使用需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，并加入標(biāo)準(zhǔn)化的處理系統(tǒng)，從而配制出標(biāo)準(zhǔn)化的液體會(huì)粉劑生物增強(qiáng)制品。
2.1 自然環(huán)境篩選方面，獲得特定功能微生物的重要方式是從自然環(huán)境獲取或者污染場(chǎng)地直接分離，這兩種方式都具有較好的應(yīng)用效果，能夠獲取高效的菌種，且實(shí)際操作具有便捷性和高效性，從自然環(huán)境篩選高效菌種的具體操作步驟見(jiàn)圖1。
2.2 構(gòu)建基因工程菌方面，可以結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)籌分析，進(jìn)而才去生物工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)主導(dǎo)型基因的導(dǎo)入，促進(jìn)菌體的實(shí)際適應(yīng)性和處理能力的提升。具體來(lái)講，主要是將微生物細(xì)胞中參與富集和降解過(guò)程的主導(dǎo)型基因?qū)氲竭m應(yīng)能力較強(qiáng)且繁殖能力較強(qiáng)的受體菌株內(nèi)部，進(jìn)而提高菌體對(duì)金屬以及實(shí)際降解存在難度的污染物的處理效果，從而實(shí)現(xiàn)生物工程技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的有效發(fā)揮。基因工程菌的詳細(xì)構(gòu)建過(guò)程見(jiàn)圖2。相關(guān)研究資料現(xiàn)實(shí)，實(shí)際應(yīng)用中的大部分基因工程菌是通過(guò)基因轉(zhuǎn)移或者原生質(zhì)體融合來(lái)獲得。
2.2.1就質(zhì)粒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移來(lái)看，質(zhì)粒屬于較小的DNA分子，能夠自主進(jìn)行復(fù)制，在特定條件下，質(zhì)粒能夠賦予宿主細(xì)胞在化學(xué)毒物環(huán)境中的實(shí)際生存能力。相關(guān)學(xué)者通過(guò)對(duì)質(zhì)粒的實(shí)際特性進(jìn)行分析和研究，促進(jìn)基因工程技術(shù)的完善，從而推動(dòng)了質(zhì)粒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移的形成，在基因工程上具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
2.2.2 就原生質(zhì)體融合來(lái)看，其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要是通過(guò)人為的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)遺傳性狀存在差異的兩個(gè)細(xì)胞原生質(zhì)體的有機(jī)融合，促進(jìn)間距雙親遺傳性狀的穩(wěn)定重組子的有機(jī)融合。該項(xiàng)技術(shù)的形成和發(fā)展，促進(jìn)了遠(yuǎn)緣菌株的基因重組的高效性和可靠性，推動(dòng)了遺傳物質(zhì)之間的完整性傳遞，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。就實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)前社會(huì)對(duì)于原生質(zhì)體融合在廢水處理中的實(shí)際應(yīng)用僅僅是停留在實(shí)驗(yàn)室水平內(nèi)。
2.3 商業(yè)菌劑的購(gòu)買(mǎi)方面，商業(yè)菌劑的組成內(nèi)容復(fù)雜，包括自養(yǎng)、異樣和兼性菌等，具有一定的混合性。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，商業(yè)菌劑能夠?qū)崟r(shí)對(duì)污染進(jìn)行處理，具有良好的安全性和便捷性。與此同時(shí)，商業(yè)菌劑的有效應(yīng)用，能夠最大程度上縮短微生物的培養(yǎng)基馴化時(shí)間，切實(shí)提高系統(tǒng)的啟動(dòng)效率，并提高系統(tǒng)中有效微生物的實(shí)際濃度，具有較好的應(yīng)用效果。相關(guān)研究人員在對(duì)商業(yè)菌劑進(jìn)行使用的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)際所需的生長(zhǎng)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，通過(guò)適宜的溫度環(huán)境來(lái)促進(jìn)新陳代謝，從而有效的降解污染物。與此同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮商業(yè)菌劑的抗高濃度污染物的能力和抗重金屬的能力，從而對(duì)商業(yè)菌劑進(jìn)行合理有效的利用。
3 生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中的實(shí)際應(yīng)用
3.1 應(yīng)用現(xiàn)狀
生物強(qiáng)化技術(shù)可起到高效去除目標(biāo)污染物，改善污泥性能，加速系統(tǒng)啟動(dòng)，提高系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力和穩(wěn)定性，并與其他生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，提高了運(yùn)轉(zhuǎn)效率等作用。目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于：（1）治理高濃度有機(jī)廢水；（2）有毒、有害難降解污染物的治理；（3）脫氮除磷；（4）改善系統(tǒng)污泥特性，降低污泥產(chǎn)量；（5）強(qiáng)化廢水中油脂的液化和降解；（6）江河湖泊等的水體修復(fù)；（7）地下水生物修復(fù)等方面。
3.2 評(píng)價(jià)效果
提高對(duì)目標(biāo)污染物的去除效果。生物強(qiáng)化技術(shù)比一般的廢水生物治理方法對(duì)目標(biāo)污染物的去除更有針對(duì)性，效果更佳。生物強(qiáng)化技術(shù)能有效消除污泥膨脹，改善污泥沉降性能，顯著減少污泥總量。
3.3 主要控制參數(shù)
3.3.1 投菌量。投菌量要根據(jù)系統(tǒng)中污染物的含量以及系統(tǒng)的運(yùn)行階段而定。一般隨投菌量的增加，增強(qiáng)效果會(huì)提高。但是，高效菌種的活性及穩(wěn)定性等難以測(cè)定，不同的研究者一對(duì)投菌量的研究結(jié)果不全一致。
3.3.2 投菌方式。菌株的投加方式主要包括了直接投加特效降解菌或共代謝基質(zhì)，固定化技術(shù)能將優(yōu)勢(shì)菌種固定封閉在特定的載體上，使菌體脫落少，活性高，有效地避免了菌體的流失，提高了系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)菌種的濃度，增強(qiáng)了其在反應(yīng)器中的竟?fàn)幮浴⒖苟拘砸约巴Ａ魰r(shí)間。
3.3.3 應(yīng)用工藝。不同的應(yīng)用工藝對(duì)強(qiáng)化技術(shù)的效果不盡相同。最初學(xué)者一們把生物強(qiáng)化技術(shù)較多用十懸浮污泥法，如間歇式活性污泥法、曝氣池、氧化溝等；現(xiàn)在則更多地應(yīng)用十生物膜法，如厭氧污泥床、生物流化床等。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用十分廣泛，已表現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景。但目前生物強(qiáng)化技術(shù)的大多數(shù)研究?jī)H局限十實(shí)驗(yàn)室對(duì)降解物的目標(biāo)評(píng)價(jià)，為了實(shí)現(xiàn)其規(guī)?；瘧?yīng)用，使此項(xiàng)技術(shù)更具可持續(xù)發(fā)展的意義，今后的研究重點(diǎn)和方向還應(yīng)逐步擴(kuò)大，進(jìn)一步探討影響生物強(qiáng)化技術(shù)在水治理系統(tǒng)中的主要控制參數(shù)和生態(tài)學(xué)機(jī)制，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，為指導(dǎo)實(shí)踐操作提供依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭曉艷，代建龍-農(nóng)業(yè)水污染治理環(huán)節(jié)中生物技術(shù)的有效運(yùn)用《鄉(xiāng)村科技》 - 2015.
關(guān)鍵詞：植物；生物技術(shù)；應(yīng)用
始于20世紀(jì)中葉的新技術(shù)革命，可稱(chēng)為第三次技術(shù)革命。它是在20世紀(jì)自然科學(xué)理論最新突破的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，包括信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等。近20年現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)及食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域示了廣闊的發(fā)展前景。植物生物技術(shù)不僅從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)作物的培育和種植，也為社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了新一輪的革命。
一、植物生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著植物生物技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積不斷擴(kuò)大，我國(guó)主要是黃豆、玉米、棉花、油菜4種轉(zhuǎn)基因作物，約占全球轉(zhuǎn)基因作物栽培面積的99%，其中抗除草劑黃豆占63%，抗蟲(chóng)玉米占19%，抗蟲(chóng)棉花占13%，轉(zhuǎn)基因油菜占5%。其他還有抗病毒南瓜、番木瓜、抗蟲(chóng)土豆、水稻和甜菜等。各國(guó)加大轉(zhuǎn)基因植物研究開(kāi)發(fā)，取得了重大突破，進(jìn)入田間試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因，作物已超過(guò)500多種。中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家是采用轉(zhuǎn)基因作物最迅速的國(guó)家，我國(guó)于80年代初期后開(kāi)始啟動(dòng)，在基因組研究和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等重要關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列重大突破。
二、植物生物技術(shù)的應(yīng)用
1、植物雄性不育及雜種優(yōu)勢(shì)
自從孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，雜交優(yōu)勢(shì)被揭示之后，利用植物基因工程的原理和方法，進(jìn)行栽培作物的遺傳育種和新物種的創(chuàng)造。當(dāng)前，已創(chuàng)造了一批不育系，并生產(chǎn)上得以應(yīng)用，最典型的例子是油菜和煙草不育系培育。
2、植物抗逆性研究
2.1抗除草劑作物。全世界目前約有2000多個(gè)品種的除草劑。除草劑的使用有著自身難以克服的局限性，如很多除草劑無(wú)法區(qū)別莊稼和雜草，有些除草劑必須在野草生長(zhǎng)前就施用，而且由于抗性草類(lèi)群落的出現(xiàn)導(dǎo)致使用量增大對(duì)環(huán)境的危害也日益嚴(yán)重。因此，抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物是最理想的途徑。1987年美國(guó)科學(xué)家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉(zhuǎn)入油菜細(xì)胞的葉綠體中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另有人把降解除草劑的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胨拗髦参?，從而保證宿主植物免受其害，該方法已成功地用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。還有人用基因突變的方法改造除草劑作用底物特定位點(diǎn)上相應(yīng)氨基酸殘基，從而阻止除草劑與酶的結(jié)合及生物功能的發(fā)揮?？钩輨┑霓D(zhuǎn)基因植物將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是大面積的機(jī)械化生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。目前已商品化的轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物有大豆，玉米，棉花，油菜，向日葵。由于抗除草劑作物在選育過(guò)程中具有耗資少，周期短，見(jiàn)效快，無(wú)污染等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
2.2抗昆蟲(chóng)作物。植物病蟲(chóng)害數(shù)目多達(dá)數(shù)百種，幾乎所有作物在生長(zhǎng)期內(nèi)都會(huì)遭受到不同程度的危害。全世界因蟲(chóng)害所造成的糧食產(chǎn)量損失占14%左右。長(zhǎng)期以來(lái)人們普遍采用化學(xué)殺蟲(chóng)劑來(lái)控制害蟲(chóng)。一方面，全世界每年用于化學(xué)殺蟲(chóng)劑的總金額在200億美元以上；另一方面，化學(xué)殺蟲(chóng)劑的長(zhǎng)期使用造成農(nóng)藥的殘留，害蟲(chóng)的耐受性，環(huán)境污染等嚴(yán)重的問(wèn)題。而利用基因工程的手段培育抗蟲(chóng)植物新品種除可以克服以上缺點(diǎn)外，還具有成本低，保護(hù)全，特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。1987年，比利時(shí)科學(xué)家首次成功地將Bt（Bacillusthuringiensis，Bt）毒蛋白基因?qū)霟煵?，美?guó)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將Bt基因?qū)霘ぷ衙?，育成世界上首例抗蟲(chóng)棉，棉鈴蟲(chóng)危害率下降50%。
2.3抗真菌作物。自1986年首次報(bào)道提純的菜豆幾丁質(zhì)酶具有抗真菌活性以來(lái)，已經(jīng)相繼從菜豆、水稻、煙草、油菜、馬鈴薯、小麥、玉米和甜菜等多種植物中克隆到了幾丁質(zhì)酶基因，對(duì)立枯絲菌等20多種真菌表現(xiàn)出體外抑菌活性。將幾丁質(zhì)酶等基因?qū)敕?、馬鈴薯、萵苣和甜菜，達(dá)到抗真菌的目的。
2.4抗重金屬作物。由于人類(lèi)活動(dòng)，礦山的開(kāi)采，工業(yè)化進(jìn)程的加劇，空氣，土壤，水體面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的重金污染，不但嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，更重要的是通過(guò)植物食物鏈危害人類(lèi)的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀(jì)80年代，提出植物修復(fù)，超富集植物。但由于自然界中已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬富集或超富集植物往往生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，生物量低，植株矮小，因而限制了其對(duì)污染土壤重金屬的移除效率。通過(guò)基因工程技術(shù)改良植物對(duì)重金屬的抗性，增加或減少重金屬在植物體內(nèi)的累積量被認(rèn)為是進(jìn)行污染土壤的生態(tài)恢復(fù)以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實(shí)可行的有效途徑。富集重金屬的相關(guān)基因不斷克隆，應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物對(duì)重金屬的耐性已取得一些重要進(jìn)展，一些轉(zhuǎn)基因植物地上部分表現(xiàn)了較高的重金屬離子富集量，并在污染土壤的生態(tài)恢復(fù)中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
2.5抗病毒作物。傳統(tǒng)的抗病毒作物，是將植物天生的抗病毒基因從一個(gè)植物品種轉(zhuǎn)移到另一個(gè)植物品種，然而抗病植株常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁≈仓?，而且作用范圍較窄。目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因?qū)胫仓戢@得抗病毒的工程植物。如1986年美國(guó)華盛頓大學(xué)已將煙草花葉病毒（TMV）的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)移到煙草、番茄中。除上述以外，我國(guó)還將黃瓜花葉病毒（CMV）衛(wèi)星RNA基因轉(zhuǎn)入煙草，番茄，黃瓜，馬鈴薯x病毒（PVX）的CP蛋白基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯等。其中煙草抗TMV工程植株已進(jìn)入大田試驗(yàn)。
3、生物農(nóng)藥及生物控制
微生物農(nóng)藥具有對(duì)人畜安全，不破壞生態(tài)平衡，害蟲(chóng)不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著藥效速度慢，專(zhuān)一性強(qiáng)，受自然條件影響大的缺點(diǎn)。而利用基因工程改造微生物菌種，創(chuàng)造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代末國(guó)外就把蘇云金桿菌伴孢晶體毒素蛋白基因（BtICP基因）轉(zhuǎn)移到大腸桿菌和枯草桿菌中，通過(guò)發(fā)酵工程進(jìn)行工業(yè)化大量生產(chǎn)，降低了成本，提高了產(chǎn)量。目前已轉(zhuǎn)到假單胞桿菌中，由于該菌對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，土壤中廣泛存在，可望成為更優(yōu)良的細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。我國(guó)對(duì)雜合毒素基因的廣譜蘇云金桿菌Bt新毒株的研究也在進(jìn)行之中。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展，植物生物技術(shù)將在社會(huì)生產(chǎn)和實(shí)踐中的應(yīng)用越來(lái)越廣闊。相信不久的將來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)將獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，將會(huì)迎來(lái)更加美好的未來(lái)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：污水處理、生物強(qiáng)化、生物膜
中圖分類(lèi)號(hào)： U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平提高，城市人口增長(zhǎng)迅速，但城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，人口、環(huán)境、資源和工業(yè)建設(shè)的發(fā)展不協(xié)調(diào)，使得城市的基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。而新建的城市環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施、城市污水處理設(shè)施也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足城市發(fā)展的實(shí)際需要，甚至影響城市的可持續(xù)發(fā)展。污水處理系統(tǒng)是城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是防止城市水污染、改善城市水環(huán)境質(zhì)量的重要手段。在我國(guó)，要想提升城市的污水處理能力，必須在很短時(shí)間內(nèi)建設(shè)足夠數(shù)量的城市污水處理廠，不斷提高污水處理水平。生物技術(shù)在各領(lǐng)域特別是污水處理方面產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，與傳統(tǒng)的物理、化學(xué)處理手段相比，運(yùn)用生物技術(shù)處理廢水，具備低成本和高效率的雙重優(yōu)點(diǎn)
二、生物強(qiáng)化技術(shù)的主要特點(diǎn)
生物強(qiáng)化技術(shù)是一種利用生物治理廢水的高效技術(shù),在廢水治理中具有廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，生物強(qiáng)化技術(shù)更體現(xiàn)出易于操作、針對(duì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這種廢水處理技術(shù)主要研究并投放特殊菌種進(jìn)入污水，通過(guò)其新陳代謝，將分解并吸收廢水中的一些物質(zhì)，凈化污水，具有明顯的低成本、高效率等特點(diǎn)，所以在近期成為廢水處理領(lǐng)域的重要研究方向。
1、生物強(qiáng)化技術(shù)
所謂生物強(qiáng)化技術(shù)，就是以生物制住生物，以菌制菌，向自然菌群中投入特殊的微生物以增強(qiáng)生物力量，并對(duì)污水等特定環(huán)境或特殊污染物加以反應(yīng)。按投入菌種與底質(zhì)之間的不同作用，可分為直接作用與共代謝作用兩種方式。
其中，直接作用是以馴化、篩選、誘變、基因重組等一系列關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)施，獲得一批以污水為主要能源的微生物，然后復(fù)制投入一定數(shù)量，對(duì)目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行降解，達(dá)到去除污染的目標(biāo)，這種技術(shù)方法使用的菌株大多通過(guò)質(zhì)粒育種和基因工程獲取。共代謝作用則是針對(duì)廢水中的一些有害物質(zhì)，在一定條件下降解，改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而降低物質(zhì)的有害性，主要包括菌株通過(guò)新陳代謝將二級(jí)基質(zhì)共同氧化、不同微生物之間的協(xié)同作用、休眠細(xì)胞對(duì)污染物降解等三種類(lèi)型。這三種類(lèi)型所采取的原理有所不同，例如不同微生物協(xié)同，是因?yàn)橛行┪廴疚锏慕到獗仨氁詢(xún)煞N甚至多種微生物共同作用才能完成，通過(guò)幾種微生物的交替作用，微生物制造氧化物，然后氧化物再被另一種微生物降解，多次作用后徹底消除污染物。再如休眠細(xì)胞降解，由于處于休眠狀態(tài)的微生物在含有不同有機(jī)物的污水中會(huì)產(chǎn)生不同的酶，在一定條件下可以相互作用，降解廢水中的不同有機(jī)物。
2、生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用
生物強(qiáng)化技術(shù)作用用于焦化廢水、印染廢水和制藥廢水等幾個(gè)領(lǐng)域。焦化廢水因成分復(fù)雜，無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的種類(lèi)多，被列為難以降解工業(yè)廢水，一般通過(guò)投放高效菌種，以固定化、高效降解微生物法等強(qiáng)化技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。而印染廢水中的有機(jī)物含量非常大，以前采用生物膜法來(lái)處理，無(wú)法有效去除其中的有機(jī)物，通過(guò)應(yīng)用高效脫氧色菌和PVA降解菌，加快生物膜的形成速度，穩(wěn)定性好，效率高。對(duì)于制藥廢水，近年通常以混合菌種加以處理，并得到廣泛推廣。因?yàn)榛旌暇葐我痪N具備更強(qiáng)的降解能力，降解速度和降解效率明顯提升，并且在穩(wěn)定性和抑制其他雜菌生長(zhǎng)等方面有大幅改善，這些特性單靠單一菌種根本無(wú)法完成。
三、生物膜法技術(shù)的主要特點(diǎn)
生物膜法是令微生物附著在惰性濾料上，形成膜狀的生物污泥，從而對(duì)污水起到凈化效果的生物處理方法。生物膜法技術(shù)在20世紀(jì)六十年代開(kāi)始出現(xiàn)，起初主要應(yīng)用于工業(yè)廢水處理包括高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池等方面，后來(lái)擴(kuò)展到接觸氧化法，并廣泛運(yùn)用在紡織、印染、化纖等化工行業(yè)的廢水處理。其中，接觸氧化法因填料做不到經(jīng)久耐用、成本較高，且對(duì)大型池的均勻布水布?xì)獯嬖诩夹g(shù)困難等，在城市污水處理工程中無(wú)法得到廣泛應(yīng)用。研究結(jié)果顯示，高負(fù)荷生物濾池/固體接觸法和生物曝氣濾池法等生物膜法技術(shù)的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水處理上的良好前景。
1、技術(shù)原理
高負(fù)荷生物濾池/固體接觸，英文簡(jiǎn)稱(chēng)TF/SC，屬于美國(guó)的城市污水處理標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)由國(guó)家市政工程西北設(shè)計(jì)研究院與蘭州鐵道學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)，通過(guò)在試驗(yàn)室、中間試驗(yàn)和工程生產(chǎn)試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施全流程試驗(yàn)，獲得完整的設(shè)計(jì)參數(shù)后，并建設(shè)兩座污水量為10×104m3/d的規(guī)模處理廠投入實(shí)用。生物濾池則屬于用卵石或塑料填料的深式、塔式濾池，國(guó)內(nèi)研究結(jié)果表明，卵石填料的負(fù)荷是TF/SC工藝是否高效的關(guān)鍵指標(biāo)，它的原理是攔截回流污泥，使之與生物濾池混合曝氣，然后進(jìn)行生物絮凝、生物吸附兩種生物反應(yīng)，把廢水中的細(xì)小顆粒和凝聚能力較差的生物膜集合凝固，與此同時(shí)，還能吸附、降解掉其中的有機(jī)污染物，這種工藝處理污水時(shí)，在固體接觸池中的停留時(shí)間不長(zhǎng)，美國(guó)為30分鐘左右，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)多為45分鐘。
2、技術(shù)特點(diǎn)
由于生物濾池、固體接觸池和絮凝沉淀池都處于高負(fù)荷狀態(tài)，停留時(shí)間短，所以工程造價(jià)低，能耗少。數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用TF/SC工藝處理污水的工程總投資比傳統(tǒng)的活性污泥法降低約20%，而且污泥量減少20%多，大量節(jié)省了污泥處理費(fèi)用。除成本降低外，生物膜法還具備耐沖擊、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
由于我國(guó)城市污水處理廠數(shù)量少，污水處理率低，需要大量建設(shè)，而目前城建資金來(lái)源不足，必須采用新技術(shù)降低工程造價(jià)，所以，生物膜法在國(guó)內(nèi)城市污水處理的應(yīng)用前景十分廣闊。
四、工程應(yīng)用實(shí)例
1、工程概況
某生活污水處理廠（二期工程）設(shè)計(jì)規(guī)模為80000m3/d，污水總變化系數(shù)取1.3。
設(shè)計(jì)采用水解沉淀池+前置反硝化生物濾池+曝氣生物濾池工藝，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2007年建成投產(chǎn)，運(yùn)行比較穩(wěn)定，出水水質(zhì)滿(mǎn)足了國(guó)家外排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
工程占地面積3.03hm2，建（構(gòu)）筑物占地面積8025.43m2。
2、工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
表1設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
2、工程工藝流程
具體工程工藝流程見(jiàn)圖1。
圖1工藝流程示意
原水經(jīng)過(guò)一期提升泵房提升至二期中、細(xì)格柵間，通過(guò)格柵去除污水中2mm以上的大量懸浮物和漂浮物，柵渣直接進(jìn)入壓榨系統(tǒng)后外運(yùn)，壓榨后污水直接排入廠區(qū)下水系統(tǒng)。污水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入旋流沉砂池，污水中的砂通過(guò)氣提裝置進(jìn)入砂脫水系統(tǒng)，旋流沉砂池出水通過(guò)加藥攪拌后進(jìn)入水解沉淀池，水解沉淀池主要是降解污水中大分子有機(jī)物為小分子有機(jī)物，提高污水的可生化性。同時(shí)水解沉淀池可通過(guò)排泥去除污水中的部分有機(jī)物。水解沉淀池通過(guò)集水槽均勻出水直接為DN反硝化濾池配水，污水在DN反硝化濾池中通過(guò)硝化回流液增加大量的NO3-N，并在反硝化菌的作用下將污水中硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2去除，SS經(jīng)過(guò)濾料的截留作用通過(guò)反沖洗的方式去除。DN反硝化池出水進(jìn)入CN生物濾池，在生物濾池內(nèi)污水中的NH4+-N，COD，BOD等大部分有機(jī)物都能有效地去除。污水中的SS也通過(guò)反沖洗的方式進(jìn)一步地去除，最后污水通過(guò)紫外線(xiàn)對(duì)污水中的大腸桿菌進(jìn)行消毒達(dá)標(biāo)后排放。
4、監(jiān)測(cè)結(jié)果
監(jiān)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表2。由表2數(shù)據(jù)可知，該污水處理技術(shù)處理效果十分明顯。
表2監(jiān)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)生物膜法和生物強(qiáng)化等生物技術(shù)的深入研究，將會(huì)發(fā)展出更多更高效的污水處理技術(shù)，將逐漸成本降低，提高效益，還要不斷吸收國(guó)際上先進(jìn)的生物技術(shù)信息，逐漸提高國(guó)內(nèi)污水處理的水平。
參考文獻(xiàn)：
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徐永利 韓雪凌：《典型的生物濾池污水處理法應(yīng)用實(shí)例介紹》，《山東化工》， 2009年38期
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；林木育種；應(yīng)用研究
中圖分類(lèi)號(hào)：S722 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20151131028
吉林省位于我國(guó)東北地位，四季變化較為明顯，1a中林木真正生長(zhǎng)的季節(jié)主要為春季、夏季，秋季的生長(zhǎng)逐漸減緩，冬季基本停止生長(zhǎng)，為加快林木生長(zhǎng)，滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)林木的需求，應(yīng)利用先進(jìn)生物技術(shù)培育林木，促進(jìn)林木生長(zhǎng)，通過(guò)改變林木基因，培育出更為優(yōu)良的林木，增強(qiáng)林木的抗病能力，實(shí)現(xiàn)林木高產(chǎn)。
1生物技術(shù)的內(nèi)涵
所謂的生物技術(shù)主要是指在生物體系的基礎(chǔ)上，應(yīng)用更多的先進(jìn)工程技術(shù)和生物技術(shù)，通過(guò)技術(shù)人員的操作，滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)生活需要。就是利用先進(jìn)技術(shù)提升社會(huì)發(fā)展水平?，F(xiàn)階段生物技術(shù)被廣泛應(yīng)用于林木育種工程中，并得以推廣，尤其是通過(guò)基因工程完成林木育種，使得林木生長(zhǎng)更快，成活率更高，還有助于提升林木的抗病能力，增強(qiáng)其抗功能。
2將生物技術(shù)應(yīng)用于吉林四平林木育種中的主要原因
生物技術(shù)屬于新興學(xué)科，其涉及面很廣。生物技術(shù)一直到20世紀(jì)初才被提出，但隨著科技發(fā)展，相關(guān)人員對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了研究，證明了生物技術(shù)的科學(xué)性。在細(xì)胞工程建立以后，研究人員也將研究重點(diǎn)放在了組織培養(yǎng)上。隨著時(shí)間推移，生物組織培養(yǎng)也趨于成熟，使得植物繁殖速度不斷加快，更實(shí)現(xiàn)了無(wú)病毒苗培養(yǎng)。一直到20世紀(jì)70年代，生物基因技術(shù)得以迅速發(fā)展，這樣的技術(shù)也為生物育種奠定了良好基礎(chǔ)。使用生物技術(shù)培育林木具有很多優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在以下幾方面：以往的育種方式只是在雜交的基礎(chǔ)上對(duì)品種進(jìn)行改良，而生物技術(shù)介入以后，育種主要是對(duì)生物基因進(jìn)行改變，實(shí)現(xiàn)生物改造，這樣就能很好的解決改造效果差問(wèn)題；以往的育種方式經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，育種方向無(wú)法確定，生物技術(shù)的使用卻改變了這種情況，確定了林木改造方向，更保證了生物質(zhì)量；生物技術(shù)的應(yīng)用不僅擴(kuò)大了育種范圍，還有效減少了雜交障礙，為林木生長(zhǎng)提供更廣闊的空間[1]。
3生物技術(shù)在林木育種中的應(yīng)用
3.1利用生物技術(shù)培植林木細(xì)胞
林木的生長(zhǎng)離不開(kāi)細(xì)胞，主要原因在于細(xì)胞具有良好的發(fā)育能力，在滿(mǎn)足林木生長(zhǎng)的條件下，一個(gè)完好的林木細(xì)胞就能成為一顆植株。所謂的林木細(xì)胞工廠就是在實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能的基礎(chǔ)上，操作細(xì)胞遺傳，從而改造林木品種。這種方法通常只對(duì)即將滅絕的或品種較為稀少的珍貴植物進(jìn)行改造。在改良植物品種時(shí)，所使用的備種植物都應(yīng)具有優(yōu)良性狀，其性能應(yīng)足夠強(qiáng)大，只要將該植株的根莖葉應(yīng)用于培養(yǎng)就能完成無(wú)性繁殖。四平市相關(guān)部門(mén)利用這一技術(shù)，成功的培育了100多個(gè)林木品種。所培育的植株性能較強(qiáng)，完成能夠抵御東北4季變化的氣候，具有極強(qiáng)的生命力。
3.2利用生物技術(shù)培養(yǎng)單倍體
隨著科技的進(jìn)步，人工培養(yǎng)單倍體的方式、種類(lèi)也很多，在這些方式中，誘導(dǎo)單倍體方法的應(yīng)用范圍最廣。它主要的誘導(dǎo)對(duì)象是未成熟的植株花粉，在誘導(dǎo)時(shí)，重點(diǎn)是改變其配子結(jié)構(gòu)，將雄核方向作為發(fā)展重點(diǎn)，最終將其安放在胚胎中完成培育，這樣單倍體植被就能被誘導(dǎo)出來(lái)，這也是現(xiàn)階段最常用的一種方法[2]。由于林木的生長(zhǎng)周期很長(zhǎng)，需要經(jīng)歷數(shù)10a時(shí)間，要獲得純種林種，以往的培育方式需要變動(dòng)的地方會(huì)很多，困難也很多。但隨著生物及時(shí)的應(yīng)用，完全能夠解決這些問(wèn)題，能夠在斷時(shí)間內(nèi)培育出多種基因的樹(shù)木。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)，我國(guó)在單倍體上的研究已經(jīng)取得很好效果，培育出30多中花粉植物。
3.3利用生物技術(shù)促進(jìn)林木體細(xì)胞變異
自然界中的體細(xì)胞變異主要是將植物基因進(jìn)行重組，改變其突變方式，但其花費(fèi)時(shí)間較多，且不利益經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)。在生物技術(shù)應(yīng)用以后，發(fā)現(xiàn)在培育植物組織時(shí)，基因變異會(huì)受到理化因子影響，對(duì)理化因子進(jìn)行加強(qiáng)以后發(fā)現(xiàn)能夠有效提升脫分化和再分化，進(jìn)而獲得新植株[3]。將其應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，它能夠促進(jìn)植物變異，并獲得新型優(yōu)良樹(shù)種。現(xiàn)代社會(huì)是生物技術(shù)社會(huì)，生物技術(shù)培育林木中發(fā)揮了重要作用。通過(guò)以上研究得知，利用生物技術(shù)極大的促進(jìn)了四平林木新品種的培育，尤其是對(duì)細(xì)胞、基因等方面的改變更是促進(jìn)了林木生長(zhǎng)，為社會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳罡，張素清，馬冬菁等.現(xiàn)代生物技術(shù)在遼寧林業(yè)研究中的應(yīng)用前景[J].遼寧林業(yè)科技，2014（03）：61-63.
