植物病虫草害防治中生物技术的应用分析

贾童童

摘 要 中国是一个农业大国，推动农业经济发展对中国的社会稳定和经济发展产生了重大的影响。因此，要确保种植业的顺利健康发展，为中国农业经济的腾飞和发展奠定良好的基础。现在，病虫害已成为影响植物生长的重要因素，生物技术可以有效提高植物对昆虫的抗性。因此在植物病害和害虫的防治过程中，有必要引入生物技术，从而加强预防和控制。本文通过对生物技术在植物病害，杂草和杂草防治中的应用进行研究和分析，我希望能够为相关员工提供一些理论参考，以有效提高植物对害虫和杂草的适应能力。

关键词 病虫害 生物技术 应用分析

0前言

随着生物技术的不断发展和完善，生物科技的应用在病虫害防治阶段取得了理想的效果，在防治工作中能起到有效的预防和控制作用。植物病虫害，主要原因是微生物抑制了植物病害和害虫在生物体中的存活，大大降低了植物和害虫对植物的危害，生物技术不会对环境造成损害。因此，生物技术受到了研究者的广泛欢迎。

1生物技术在植物病害防治中的主要应用

1.1基因工程的应用

在生物技术研究领域，基因工程尤其重要。在防治病虫害方面发挥了有效作用，体现在以下几个方面。首先，CP基因，CP基因是一种主要存在于病毒外壳中的蛋白质基因。CP基因主要起诱导作用，通过对该植物对病毒的免疫力的测试，该植物可以抵御病虫害的危害。在我国许多地区，植物病虫害防治工作，CP基因技术得到了广泛的应用，并取得了良好的效果，如在马铃薯C病毒、烟草花叶病毒等。使用CP基因，可以有效提高植物免疫力，防止害虫和疾病的侵袭，这一功能具有一定的遗传性。通过对CP基因的不断研究，并根据相关研究数据，一些研究人员进一步探索了CP基因，融合处理的其他抗性基因，并将该基因移植到植物中，从而提高了植物的表现，抗病毒能力确保植物健康平稳生长。其次，逆转录因子基因Rp基因具有一定的复制能力，病毒通过对酶基因的复制提高了植物的抗病毒能力。具体而言，复制酶是指编码病毒，随后是各种形式的编码组合形成不同类型的聚合酶。RP基因之所以能够提高植物对害虫和疾病的免疫力，主要是因为它们可以在病毒基因中合成DNA。此外，RP基因可用于移植有问题的复制酶基因并将其转移至植物。在正常的复制酶下，它影响其复制功能，破坏病毒的表现并影响其复制速率。中国学者也进行了对烟草、豇豆、绿豆、洋葱、蘑菇、丝瓜、哈密瓜蛋白酶抑制剂的深入研究，玉米和番茄。Sat-RNA及中和抗体也就是指卫星rna，在复制阶段，该Rna需要病毒的支持才能在一定程度上轻微影响辅助病毒在复制阶段的复制，从而导致其表现形式发生变化。在预防病虫害方面，卫星和中和抗体生物技术的使用主要利用卫星减少病毒性能的能力。例如，CMVSatRNA技术在番茄和烟草转化中的应用可以有效地增强其抗病毒功能，而转基因烟草在该领域的作用不易被巨细胞病毒破坏并具有高抗病毒能力。通过对中和抗体长序列的连续研究和分析，有助于中和抗体基因工程的发展。

1.2基因工程在植物抗真菌病害过程中的应用

目前，在植物抗真菌病害的过程中，兩种基因被广泛应用于基因工程，分别为%[-1，3葡聚糖基因和几丁质酶基因。%[-13-葡聚糖基因主要存在于真菌细胞的开闭处，而菌丝体末端的几丁质酶基因被水解，由此促进了几丁质的合成，以保证抑制病原真菌的效果。在现实世界中，当病原体侵入植物时，植物将在此阶段启动自身防御并促进甲壳素生产。因此，在植物病虫害防治过程中，这种防御机制可以充分有效地用于提高大麦，烟草，油菜等植物抗虫性能，以加强对此的深入研究。防御功能，以及有效利用甲壳素在现实中，起到抗病虫害的作用。此外，如果将几丁质酶基因和%[-13葡聚糖基因完全结合在一起实现基因转化，就保证了特殊基因具有较强的抗病毒能力，有效地提高了植物的抗真菌能力。因此，在植物病虫害防治的过程中，严重利用这一基因技术，利用提高植物自身的免疫能力和抵抗力，增强了植物自身的抗病毒能力，在现阶段已被广泛采用。

2生物技术在植物病虫害防治中的具体应用

植物抗虫基因工程是现代生物技术研究领域的重要成果之一。目前已发现许多抗虫基因并从细菌，植物和昆虫中分离出来，并且通过将转基因抗虫植物导入植物中而获得转基因抗虫植物。近年来，利用Bacillusthuringiensis杀虫晶体蛋白基因转化的棉花受到了人们的广泛关注。目前，我国已培育出10多项杀虫剂，具有显著的杀虫效果、优良的产量和优良的纤维品质。适合在不同生态条件下种植品种或品质。这些材料已在中国九个省市的大型地区进行了试验、介绍和应用。新一代二价抗虫棉（含bt蛋白和Trypsin抑制剂的2个基因）已进入大面积示范区。中国是世界上成功研究转基因棉花并拥有自主知识产权的第二个国家。

2.1蛋白酶抑制剂

不同的蛋白质抑制剂在不同的生物体中发挥作用，并在维持生物体的正常代谢和防止蛋白水解酶破坏外来生物体方面发挥重要作用。在20世纪70年代，当研究植物蛋白酶抑制剂时，局部蛋白酶抑制剂在被昆虫吃掉或在作物如西红柿和马铃薯中机械损伤时飙升，表明蛋白酶抑制剂可能是植物害虫抗性的天然防御系统。近年来，人们发现富含丝氨酸的蛋白酶具有广泛的杀虫活性并受到广泛的关注，并已成为抗虫基因工程研究中的又一热门话题。通常认为，蛋白酶抑制剂的杀虫机理是抑制昆虫肠蛋白酶的活性，导致昆虫消化并最终由于缺乏氨基酸而死亡和生长。蛋白酶抑制剂是已被克隆和测序的不同分子量的蛋白质。1987年英国Durhan大学的Hilder等首次把编码豇豆胰蛋白酶抑制剂（CowpeaTrypsinInhibitor，CpTI）的cDNA转到烟草中。中国学者还研究了烟草、豇豆、绿豆、洋葱、蘑菇、丝瓜、Hamimelon的蛋白酶抑制剂，玉米和番茄。

2.2苏云金芽孢杆菌%]-内毒素

1901年，德国科学家Bolina首次在苏云金城地中海粉虱的敏感幼虫上发现了苏云金芽孢杆菌。苏云金芽孢杆菌（Bacillusthuringiensis，Bt）是一种革兰氏阴性菌，可在孢子形成过程中合成杀虫晶体内含物%]内毒素。内毒素%]通常以毒素的形式存在，当被昆虫食用时，其在消化道中被激活并将特定蛋白质结合到昆虫肠上皮细胞上。内毒素%]被包埋在全部或部分细胞膜中，导致细胞膜上有几个孔。当渗透平衡破裂并且昆虫幼虫停止进食并死亡时，毛孔破裂。CryⅠ，cryⅡ，cryⅢ和cryⅣ分别对LEPIDOPTERA，LEPIDOPTERA和Diptera，COLEOPTERA和Diptera具有高度抗性，最近发现cryⅤ和cryⅥ对LEPIDOPTERA，COLEOPTERA和线虫均具有抗性。近年来，bt毒素蛋白编码基因在转基因抗虫植物中的应用得到了有效的应用。在1987年，Vacek研究小组在比利时和Fischhoff等在孟山都，美国报告了第一个案例研究bt转基因烟草和西红柿。此后，Bt基因相继转移到棉花、大米、玉米等农作物上。张艳振和其他5个优良玉米自交系7922，8902，340、4112和853，分别利用基因射击和农杆菌介导的方法广泛应用在东北春玉米区，得到了张艳振，并获得了转基因植株。

2.3植物凝集素基因

这种植物提取物含有一种蛋白质，它能引起更高的红血球聚集，称为凝集素。植物凝集素主要是一种糖蛋白，含有两种价态金属离子，如Mn，Ni，Fe，Cu和Ca，分子量不同。不同植物物种的凝集素在它们的氨基酸序列中具有一定程度的同源性。凝集素在植物中的作用仍然存在争议，但最近发现它们对植物病原体和昆虫具有抑制作用，特别是吸入活塞的昆虫，阻止使用遗传操作方法来对抗同翅目昆虫和半翅目昆虫。目前，大量的凝集素基因已被克隆。

2.4其他抗虫基因

昆虫抗性基因的筛选刚刚开始，许多有价值的抗虫基因需要进一步的研究和开发。另外，最近对昆虫基因的研究包括杀虫剂基因，豌豆脂氧合酶和昆虫基因，雌性不育基因蛋白因子，保幼激素酯酶激素基因，昆虫神经激素基因等。相信本世纪的人们将拥有一个更安全的基因，以供选择和使用。

3种生物技术在杂草防治中的应用

近年来，随着中国农业现代化进程的高速发展，除草剂产量每年增加10%。同时，中毒问题日益突出，基因工程方法在抗除草剂植物种植中的应用也应引起足够的重视。生物技术现在被用于对除草剂具有抗性的植物（包括编码除草剂的酶，可被除草剂破坏的酶和替代氨基酸而不被除草剂识别的酶）转移并获得除草剂。一些大豆，蔬菜，油菜籽，棉花和烟草已经可以抵抗特定的除草剂。例如，Glocatin是一种高效，广谱，全面的除草剂，目前正在大规模使用，具有易降解，不污染环境的优点。由于其还存在缺点，好处和不好，它通常是由许多作物的药物损害引起的。通过国外市场研究农药除草机理，并发现它破坏了植物的正常生长受到抑制5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶（EPSPS），而芳香族氨基酸的合成中起着关键的作用，但过量的EPSPS基因可以使植物细胞耐药耐药性。该酶的aroA基因从细菌和植物中分离出来并转移到烟草和其他作物中。结果表明，转基因作物对草甘膦的抗性提高了近10倍。使用药物后，死草的幼苗长度得到了真正的提高，除草剂的应用价值大大增加。目前，国外多家公司进行了类似的研究，其目标的除草剂有绿色黄、腈、glufosin等。已进入田间试验的抗除草剂作物主要包括玉米、大豆等。，并有望在近几年内付诸实践。这一领域的国内研究尚未开发，一个更成功的例子是中国科学院遗传学研究所与中国科学院农作物研究所之间的合作，从龙葵中分离出一种抗菌素除草剂阿特拉津的蛋白（32KD蛋白）并将基因psbA注入大豆子房获得了抗阿特拉津的转基因大豆，现正在进行田间应用试验。

4结语

在预防植物病虫害方面，使用sat-RNA和中和抗体生物技术，主要使用sat-RNA可以降低病毒的表现功能。随着科学技术的不断发展和完善，生物技术将逐步增强，病虫害的防治也取得良好效果。研究人员只能了解各种植物的特征以及植物与病原体之间的关系，努力深入研究植物对细菌的存活，进一步改进和优化生物技术，以便更容易地开展植物生存研究。

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