摘要:本文對(duì)生物技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)外的主要應(yīng)用領(lǐng)域作了一個(gè)闡述, 簡(jiǎn)單回顧了微生物技術(shù)的發(fā)展歷史及為此付出辛勤汗水的科學(xué)家,并在此基礎(chǔ)上對(duì)微生物技術(shù)的發(fā)展前景做了一個(gè)展望 .

關(guān)鍵詞: 生物技術(shù)

前言: 何謂生物技術(shù),簡(jiǎn)單地說(shuō),就是通過(guò)對(duì)生命活動(dòng)和生物系統(tǒng)的改造和利用，來(lái)滿足人類生活和社會(huì)發(fā)展需求的相關(guān)技術(shù)。生物技術(shù)不僅僅是一門與生命科學(xué)相關(guān)的技術(shù)，還包含設(shè)備、工藝等工程學(xué)內(nèi)容，是一門涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)體系。生物技術(shù)是微生物學(xué)、分子生物學(xué)、化學(xué)工程、材料科學(xué)等多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。高技術(shù)(精細(xì)和密集的復(fù)雜技術(shù))、高投入(尤其是前期科研投入高)、高利潤(rùn)是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的顯著特點(diǎn)。

兩個(gè)定義:

1.?????? 1982年，國(guó)際合作與發(fā)展組織對(duì)生物技術(shù)的定義為：生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動(dòng)物、植物體作為反應(yīng)器將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品為社會(huì)服務(wù)的技術(shù)。

2.?????? 美國(guó)政府技術(shù)顧問(wèn)委員會(huì)(OAT)對(duì)生物技術(shù)的定義是：應(yīng)用生物或來(lái)自生物體的物質(zhì)制造或改進(jìn)一種商品的技術(shù)，還包括改良有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物與動(dòng)物和利用微生物改良環(huán)境的技術(shù)。 [1]

經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，生物技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究階段進(jìn)人生產(chǎn)應(yīng)用階段，其前景是誘人的，也是無(wú)限廣闊的?？梢灶A(yù)測(cè)，生物技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展將導(dǎo)致生產(chǎn)體系與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的飛躍變化?，F(xiàn)代生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，是20世紀(jì)人類科技史上重大進(jìn)步，并成為解決人類社會(huì)面臨的人口、健康、食品和環(huán)境等重大挑戰(zhàn)的最有潛力的技術(shù)手段。[2]生物技術(shù)已經(jīng)成為許多國(guó)家科技研發(fā)投入的重點(diǎn),成為國(guó)際科技、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，以現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)為核心的生物經(jīng)濟(jì)已經(jīng)初露端倪，將成為繼信息產(chǎn)業(yè)之后的又一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),它也正日益成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的指標(biāo).21世紀(jì)被稱為生命科學(xué)和生物技術(shù)的時(shí)代，生物技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、輕化工、食品保健等重要領(lǐng)域?qū)Ω纳迫祟惤】禒顩r及生存環(huán)境、提高農(nóng)牧業(yè)以及工業(yè)的產(chǎn)量與質(zhì)量都正在發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。目前生物技術(shù)(Biotechnology,? BT)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。雖然由于研發(fā)成本高等原因，近期內(nèi)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)本身還無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面的贏利，但隨著它的日益普及，這一天也為期不遠(yuǎn)了。

1. 生物技術(shù)發(fā)展歷史回顧

微生物技術(shù)從古代起就已經(jīng)被人類下意識(shí)地用來(lái)處理生活中的問(wèn)題,有證可查的應(yīng)用歷史已達(dá)一兩千年之久，而人類有意識(shí)地利用酵母進(jìn)行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)是在19世紀(jì)。當(dāng)時(shí)的主要產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等初級(jí)代謝產(chǎn)物。以1928年青霉素的發(fā)現(xiàn)為開(kāi)端，到20世紀(jì)40年代，以獲取細(xì)菌的次生代謝產(chǎn)物-抗生素為主要特征的抗生素工業(yè)成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)；隨后氨基酸發(fā)酵、酶制劑工業(yè)分別在50年代和60年代成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的新成員。本世紀(jì)七十年代科學(xué)家們?cè)谏茖W(xué)領(lǐng)域創(chuàng)造了兩項(xiàng)對(duì)人類生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)具有深刻影響的技術(shù)，一個(gè)是重組DNA技術(shù)，一個(gè)是淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使得具有悠久歷史的生物技術(shù)發(fā)生了革命性的變化，重組DNA技術(shù)的出現(xiàn)更成為現(xiàn)代生物技術(shù)誕生的標(biāo)志。19世紀(jì)近代生物學(xué)的三項(xiàng)偉大成就，即細(xì)胞學(xué)說(shuō)、達(dá)爾文生物進(jìn)化論和孟德?tīng)栠z傳定律，為生物技術(shù)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。1953年沃森和克里克創(chuàng)立了脫氧核糖核酸（DNA）雙螺旋模型，開(kāi)創(chuàng)了從分子水平揭示生命現(xiàn)象本質(zhì)的新紀(jì)元。在近20多年的時(shí)間里，多種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，80年代建立了細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)、動(dòng)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、PCR（聚合酶鏈反應(yīng)）技術(shù)；90年代，隨著人類基因組計(jì)劃和其它重要?jiǎng)又参锖臀⑸锘蚪M計(jì)劃的實(shí)施和信息技術(shù)的滲入，相繼發(fā)展了基因組學(xué)、生物信息學(xué)、組合化學(xué)、生物芯片技術(shù)以及一系列自動(dòng)化分析測(cè)試和藥物篩選技術(shù)與裝置。

這一系列的技術(shù)創(chuàng)新和學(xué)科發(fā)展不僅是科學(xué)家們思想智慧的結(jié)晶,它更推動(dòng)著現(xiàn)代生物技術(shù)以前所未有的速度向前發(fā)展，并成為解決我們所面臨的人口、健康、食品、環(huán)境等重大問(wèn)題的有效手段。

附:現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展史上的重要事件[3]

年代????????????????????????? 事件

1917 ???????????Karl Ereky首次使用“生物技術(shù)”這一名詞

1943 ???????????大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)青霉素

1944 ???????????Avery等證明DNA是遺傳物質(zhì)

1953 ???????????Watsom Crick闡明DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

1961-1966 ??????破譯遺傳密碼

1970 ???????????分離出第一個(gè)限制性內(nèi)切酶

1972??????????? Khorana等合成完整tRNA基因

1973 ???????????Boyer和Cohen建立了DNA重組技術(shù)

1975?????????? ?Koher 和 Milstein 建立了單克隆抗體技術(shù)

1976 ???????????DNA測(cè)序技術(shù)誕生，第一個(gè)DNA重組技術(shù)規(guī)則問(wèn)世

1978 ???????????Genetech公司在大腸桿菌中表達(dá)出胰島素

1981 ???????????第一臺(tái)商業(yè)化生產(chǎn)的DNA測(cè)序儀誕生

1982 ???????????第一個(gè)重組DNA動(dòng)物疫苗在歐洲獲得批準(zhǔn)

1983??????????? 基因工程Ti質(zhì)粒用于植物轉(zhuǎn)化

1988 ???????????PCR方法問(wèn)世

1990 ???????????美國(guó)批準(zhǔn)第一個(gè)體細(xì)胞基因治療方案

1997 ???????????第一只克隆羊問(wèn)世

1998 ???????????美國(guó)批準(zhǔn)艾滋病疫苗進(jìn)行人體試驗(yàn)

2000?????????????????????????????????? 人類基因組測(cè)序“工作草圖”完成

2. 生物技術(shù)的主要應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于解決人類食品短缺

由于人口的不斷增加, 全球耕地減少、淡水緊張、環(huán)境污染、人類可利用的資源將越來(lái)越少。食品問(wèn)題將是人類未來(lái)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題，將會(huì)影響各個(gè)國(guó)家的內(nèi)外政策。生物技術(shù)領(lǐng)域中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)等將引起一場(chǎng)新的農(nóng)業(yè)革命。傳統(tǒng)的綠色農(nóng)業(yè)（動(dòng)植物資源農(nóng)業(yè)）和新興的白色農(nóng)業(yè)（微生物資源）、藍(lán)色農(nóng)業(yè)（海洋生物資源）、工廠化農(nóng)業(yè)（人工合成糧食）將共同構(gòu)成未來(lái)農(nóng)業(yè)的模式，并為人類提供品種各異、營(yíng)養(yǎng)豐富的食品資源。

2.2 解決人類健康長(zhǎng)壽問(wèn)題

隨著科技、經(jīng)濟(jì)文化、社會(huì)的不斷發(fā)展，人類對(duì)自身認(rèn)識(shí)的要求越來(lái)越迫切，對(duì)生存和生命的價(jià)值越來(lái)越重視，對(duì)衛(wèi)生保健，身心素質(zhì)的要求越來(lái)越高。生命科學(xué)及生物醫(yī)學(xué)的高度發(fā)展，為人類了解和調(diào)控生命過(guò)程，認(rèn)識(shí)和控制疾病，保證和維護(hù)身體健康，造就和諧健康的生存環(huán)境創(chuàng)造了條件和手段。如歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，癌癥治愈率已近50%；心腦血管病的死亡率在20年間下降了40%～55%，平均壽命達(dá)到了70～80歲。用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的甲肝疫苗、乙肝疫苗、人胰島素、熔葡萄球菌素、白細(xì)胞介素等藥物以及抗白血病等“生物導(dǎo)彈”（單克隆抗體與抗癌藥物的偶聯(lián)體，比單純藥物的療效高12倍）制劑的研制成功與利用；都為此作出了貢獻(xiàn)。此外，隨著對(duì)癌癥。心腦血管疾病、艾滋病等重大疾病的發(fā)病機(jī)制及防治技術(shù)方法的研究和認(rèn)識(shí)不斷深化，人類終將在本世紀(jì)初戰(zhàn)勝這些疾病。預(yù)計(jì)，2020年人均壽命可達(dá)100歲，而年輕人的壽命可延長(zhǎng)到140歲。[4]

2.3 解決能源危機(jī)與環(huán)境污染

人類文明發(fā)展帶來(lái)的能源消耗與日俱增，地球上的石油能源終將枯竭，代之而起的將是生物能。當(dāng)今，最受科學(xué)界寵愛(ài)的當(dāng)屬生物量。一株植物的全部質(zhì)量都是能量的來(lái)源，此即所謂生物量。在解決能源危機(jī)上：我們知道煤炭、石油等能源物質(zhì)的地下儲(chǔ)量是固定的，隨著人類不斷地開(kāi)采利用，遲早會(huì)導(dǎo)致它們的枯竭。因此，尋找新能源，就成為人們關(guān)注的新課題。我們又知道，綠色植物的光合作用能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存于自身體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能。據(jù)推算，我國(guó)土地受光面積每年接受的太陽(yáng)能，相當(dāng)于16450億噸煤的能量。當(dāng)然，這些太陽(yáng)能不可能全部被綠色植物所利用，綠色植物也不可能全部都用來(lái)解決能源問(wèn)題。盡管如此，如果將植物殘骸中的化學(xué)能釋放出來(lái)，也不失為補(bǔ)充能源不足的一種新途徑。如：以纖維素為原料，用微生物生產(chǎn)酒精，混入不同比例的汽油作為動(dòng)力燃料等等，都是大有發(fā)展前途的舉措。在環(huán)境保護(hù)上：隨著工業(yè)化程度的發(fā)展，環(huán)境受到了廢水、廢氣和廢渣的威脅；農(nóng)田殺蟲(chóng)劑、除莠劑的使用，會(huì)對(duì)土地、河流造成污染；城市化川流不息的汽車以及城市居民生活垃圾等，也不容忽視。總之，防治環(huán)境污染是亟待解決的重大課題，而生物科學(xué)的作為是極重要的一個(gè)方面。例如，植樹(shù)造林選用哪些樹(shù)種較為理想？清除有毒物質(zhì)，特別是處理污水，利用哪些微生物較為有效？生物學(xué)是農(nóng)、林、醫(yī)等方面的理論基礎(chǔ)，我們學(xué)習(xí)生物學(xué)要用于生產(chǎn)和生活實(shí)際，合理利用有益的生物，防除和改造有害的生物；在了解生物與環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，要熟悉、利用和保護(hù)本地區(qū)的動(dòng)植物資源，防止環(huán)境污染。[5]研究表明，每年所有植物形成的生物物質(zhì)；可折合1000億噸石油，相當(dāng)于目前全世界能耗的50倍。用遺傳工程創(chuàng)造的多功能“工程菌”，能夠分解纖維素、木質(zhì)素等。即，它“可以利用稻、木屑、秸桿與食物下腳料生產(chǎn)出酒精。至于凈化環(huán)境，微生物處理污水已應(yīng)用于工業(yè)體系。

3. 生物技術(shù)研究應(yīng)用的前沿領(lǐng)域

3.1功能基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)

自從人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)以來(lái)，公共媒體不斷向大眾勾畫(huà)著一幅幅美麗的圖景，這使人們認(rèn)為，一旦科學(xué)家把各種生物基因組的全部堿基排列順序測(cè)定清楚，生命的遺傳奧秘就會(huì)顯露無(wú)余。但是，真實(shí)情況遠(yuǎn)不像人們想象得那樣簡(jiǎn)單。遺傳信息并不直接參與生命活動(dòng)，而是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的形成間接地指導(dǎo)有機(jī)體的新陳代謝。也就是說(shuō)，一個(gè)基因所含的遺傳信息，通過(guò)一系列復(fù)雜的反應(yīng)，最終導(dǎo)致了相應(yīng)的蛋白質(zhì)形成，蛋白質(zhì)再參與到生命的各種活動(dòng)中去。所以，要想真正揭開(kāi)遺傳的奧秘，僅僅了解基因組的堿基排列順序是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須認(rèn)識(shí)各個(gè)基因所表達(dá)的生物學(xué)意義以及它控制形成的產(chǎn)物——蛋白質(zhì)。因此功能基因組學(xué)理所當(dāng)然地成為當(dāng)今生物學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。而作為基因功能載體的蛋白質(zhì)則是生命活動(dòng)的執(zhí)行體，人類基因組絕大部分基因及其功能都有待于在蛋白質(zhì)層面予以揭示和闡述。蛋白質(zhì)組學(xué)就是在人類基因組計(jì)劃研究發(fā)展的基礎(chǔ)上形成的新興學(xué)科，主要是在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動(dòng)規(guī)律。人類細(xì)胞中的全部基因稱為基因組，由全套基因組編碼控制的蛋白質(zhì)則相應(yīng)地被稱為蛋白質(zhì)組。人類基因可能有3萬(wàn)多個(gè)，而每個(gè)基因控制的蛋白質(zhì)則從數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)不等，人體蛋白質(zhì)數(shù)遠(yuǎn)比基因多得多。無(wú)論是正常的生理過(guò)程還是病理狀態(tài)過(guò)程，身體的異常最直接的體現(xiàn)是蛋白質(zhì)，所以人們研究基因、研究基因組之后感覺(jué)到，只有搞清楚蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)組，人們才有可能更多地去發(fā)現(xiàn)疾病的診斷標(biāo)志、疾病的預(yù)防標(biāo)志、疾病藥物篩選的靶標(biāo)和疾病治療的靶標(biāo)?？茖W(xué)家認(rèn)為，人類基因組、蛋白質(zhì)組和藥物是生命科學(xué)研究路上的三個(gè)階段。但繪制人類蛋白質(zhì)組圖是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。它需要數(shù)億美元的投資和無(wú)數(shù)次計(jì)算。分子對(duì)比能說(shuō)明全部問(wèn)題：人類基因組是由DNA——只含有4種堿基的簡(jiǎn)單的線性分子。而蛋白質(zhì)是由20種被稱為氨基酸的不同成分組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

3.2 克隆技術(shù)與干細(xì)胞

自1997年由取自一只6歲成年羊身上的乳腺細(xì)胞培育成功的克隆羊“多莉”在英國(guó)問(wèn)世以來(lái)，克隆技術(shù)獲得了空前的發(fā)展，克隆鼠、克隆牛、克隆豬、克隆貓、克隆猴等相繼問(wèn)世，這些成功使人們看到了利用克隆技術(shù)培育優(yōu)良品種家畜以及挽救瀕危珍惜野生動(dòng)物的可能性。不過(guò)克隆技術(shù)最大的應(yīng)用可能還在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：利用克隆技術(shù)培育人類胚胎，使其發(fā)育成各種組織和器官，以供醫(yī)療或研究之用。而這又牽扯出另一重要的技術(shù)領(lǐng)域，即干細(xì)胞的研究。

干細(xì)胞是指動(dòng)物體在發(fā)育過(guò)程中，體內(nèi)所保留的部分未分化的細(xì)胞。干細(xì)胞根據(jù)其分化潛能的大小，可以分為三類：一類是全能干細(xì)胞，它具有形成完整個(gè)體的分化潛能。如胚胎干細(xì)胞，它具有與早期胚胎細(xì)胞相似的形態(tài)特征和很強(qiáng)的分化能力，可以無(wú)限增殖并分化成為全身200多種細(xì)胞類型，從而可以進(jìn)一步形成機(jī)體的任何組織或器官。第二類是多能干細(xì)胞，它具有分化出多種細(xì)胞組織的潛能，但卻失去了發(fā)育成完整個(gè)體的能力。第三類稱為專能干細(xì)胞，只能向一種類型或密切相關(guān)的兩種類型的細(xì)胞分化。[6]

干細(xì)胞的用途非常廣泛，涉及到醫(yī)學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域。目前，科學(xué)家已經(jīng)能夠在體外鑒別、分離、純化、擴(kuò)增和培養(yǎng)人體胚胎干細(xì)胞，并以這樣的干細(xì)胞為“種子”，培育出一些人的組織器官。干細(xì)胞及其衍生組織器官的廣泛臨床應(yīng)用，將產(chǎn)生一種全新的醫(yī)療技術(shù)，也就是再造人體正常的甚至年輕的組織器官，從而使人能夠用上自己的或他人的干細(xì)胞或由干細(xì)胞所衍生出的新的組織器官，來(lái)替換自身病變的或衰老的組織器官。假如某位老年人能夠使用上自己或他人嬰幼兒時(shí)期或者青年時(shí)期保存起來(lái)的干細(xì)胞及其衍生組織器官，那么，這位老年人的壽命就可以得到明顯的延長(zhǎng)。美國(guó)《科學(xué)》雜志于1999年將干細(xì)胞研究列為世界十大科學(xué)成就的第一，排在人類基因組測(cè)序和克隆技術(shù)之前。

鑒于干細(xì)胞在未來(lái)醫(yī)療、尤其是器官移植領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景，世界各國(guó)，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家都開(kāi)展了這方面的探索研究，并取得了一些成就。如德國(guó)科學(xué)家在用臍帶血干細(xì)胞治療中風(fēng)綜合征研究方面取得重要進(jìn)展。動(dòng)物試驗(yàn)表明，接受干細(xì)胞療法治療的試驗(yàn)鼠病情明顯好轉(zhuǎn)。此外，新加坡國(guó)立大學(xué)醫(yī)院和中央醫(yī)院通過(guò)臍帶血干細(xì)胞移植手術(shù)，根治了一名因家族遺傳而患上嚴(yán)重的地中海貧血癥的男童，這是世界上第一例移植非親屬的臍帶血干細(xì)胞而使患者痊愈的手術(shù)。

關(guān)于干細(xì)胞研究的大事記：[7]

1969年第一例骨髓干細(xì)胞移植（獲1990年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)）

1998年建立了人類胚胎干細(xì)胞系

1999年干細(xì)胞研究進(jìn)展被《Science》雜志評(píng)選為該年度世界十大科學(xué)成就之首。

1999年中國(guó)成立多個(gè)干細(xì)胞研究中心。

2000年5月，日本以干細(xì)胞工程列為醫(yī)學(xué)核心技術(shù)

2001年1月，英國(guó)議會(huì)上院通過(guò)法案，允許科學(xué)家克隆人類早期胚胎并用于醫(yī)療研究。

2001年2月，中、英等國(guó)宣布開(kāi)展新生兒臍帶血干細(xì)胞儲(chǔ)存服務(wù)

3.3 轉(zhuǎn)基因生物

轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用分子生物學(xué)手段，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種上，使其出現(xiàn)原物種不具有的性狀和產(chǎn)物，以轉(zhuǎn)基因生物為原料加工生產(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品（Genetically? Modified? Food，簡(jiǎn)稱GM? Food）。目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)已基本趨于成熟，尤其是在轉(zhuǎn)基因植物方面，它之所以沒(méi)有得到更大規(guī)模的發(fā)展，主要原因是人們對(duì)其安全性仍有擔(dān)心，如轉(zhuǎn)基因食品是否對(duì)生物體有害以及它是否會(huì)改變自然環(huán)境，從而破壞生物多樣性等等。不過(guò)盡管如此，自1983年英國(guó)培育出世界上第一種含有抗生素藥類抗體的基因移植煙草以及1993年美國(guó)將世界上第一種轉(zhuǎn)基因食品——保鮮延熟型西紅柿投放市場(chǎng)以來(lái)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)仍然獲得了空前的發(fā)展。目前已有轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、馬鈴薯、番茄、甜菜等幾十種作物投入商業(yè)種植。其中，前四種轉(zhuǎn)基因作物占據(jù)主導(dǎo)地位。并且全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積已經(jīng)從1996年的170萬(wàn)公頃增長(zhǎng)到2003年的6770萬(wàn)公頃，種植轉(zhuǎn)基因作物的國(guó)家數(shù)量也在2003年翻了一番。但目前仍主要集中在6個(gè)國(guó)家，其中美國(guó)占63%，阿根廷占21%，加拿大占6%，中國(guó)和巴西各占4%，南非占1%?？傮w來(lái)說(shuō)，2003年這些國(guó)家的轉(zhuǎn)基因作物種植面積占全球種植總面積的99%。專家預(yù)計(jì)，在今后10年中，轉(zhuǎn)基因作物將會(huì)擴(kuò)展到25個(gè)國(guó)家，播種面積將達(dá)到1億公頃，將有1000萬(wàn)農(nóng)民從事轉(zhuǎn)基因作物的種植。[8]

3.4 生物信息學(xué)

生物信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，是伴隨基因組研究而產(chǎn)生的，它的研究?jī)?nèi)容緊隨基因組研究的逐步深入而發(fā)展。目前，伴隨著基因組研究日新月異的快速發(fā)展，相關(guān)信息出現(xiàn)了爆炸性增長(zhǎng)，迫切需要對(duì)海量生物信息進(jìn)行處理。在當(dāng)前基因組信息爆炸的時(shí)代，建立超大規(guī)模計(jì)算系統(tǒng)，發(fā)展全新的生物信息學(xué)的理論、方法來(lái)分析這些數(shù)據(jù)，從中獲得有用的信息是基因組研究取得成果的決定性步驟。[9]

目前，伴隨著基因組研究日新月異的快速發(fā)展，相關(guān)信息出現(xiàn)了爆炸性增長(zhǎng)，迫切需要對(duì)海量生物信息進(jìn)行處理。以Genbank中的DNA堿基數(shù)為例，其增長(zhǎng)速度呈指數(shù)性增長(zhǎng)，大約每14個(gè)月就會(huì)增長(zhǎng)一倍，這一增長(zhǎng)速度只有計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的增長(zhǎng)可以與之比擬。所以在當(dāng)前基因組信息爆炸的時(shí)代，建立超大規(guī)模計(jì)算系統(tǒng)，發(fā)展全新的生物信息學(xué)的理論、方法來(lái)分析這些數(shù)據(jù)，從中獲得有用的信息是基因組研究取得成果的決定性步驟。其次，基因組研究最終是要把生物學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成對(duì)數(shù)字符號(hào)的處理問(wèn)題。要解決這樣的問(wèn)題就必須發(fā)展新的分析理論、方法、技術(shù)、工具，就必須依賴計(jì)算機(jī)的信息處理。

由于生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科，發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，因此在該領(lǐng)域我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距并不很大，目前我國(guó)在生物信息學(xué)研究、DNA測(cè)序能力方面已處于世界前列，但與國(guó)際上相比，對(duì)基因組數(shù)據(jù)的分析處理和利用能力，包括計(jì)算能力則存在較大差距。國(guó)外分析這樣的海量數(shù)據(jù)都使用超級(jí)計(jì)算機(jī)，而我們的許多研究工作還依賴于使用能力弱得多的工作站甚至個(gè)人電腦。因此與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)生物信息研究在使用高性能計(jì)算方面還比較薄弱，這必將嚴(yán)重影響我國(guó)生物信息學(xué)未來(lái)的發(fā)展水平。

總結(jié):

綜上所述,盡管人類有意識(shí)地開(kāi)發(fā)生物技術(shù)的歷史還不長(zhǎng),其起步也較晚,但憑借著生物技術(shù)其獨(dú)有的而又十分重要的作用,在當(dāng)今社會(huì)各項(xiàng)高科技產(chǎn)業(yè)中,生物技術(shù)占有不可或缺的地位,并且我堅(jiān)信,在不久的將來(lái),它將在人類生活中發(fā)揮更為重要的作用.生物技術(shù)的開(kāi)發(fā)與利用不僅能運(yùn)用與解決當(dāng)今社會(huì)的各大主要問(wèn)題,如糧食短缺,能源過(guò)分消耗,環(huán)境污染等日益突出的問(wèn)題,而且它還能幫助人類攻克各類疑難雜癥,延長(zhǎng)人類壽命,改善農(nóng)作物產(chǎn)量提高經(jīng)濟(jì)效益,這都真正體現(xiàn)了人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的偉大精神,對(duì)人類的繁衍,對(duì)我們的下一代,人類文明的發(fā)展都具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義.由于微生物技術(shù)的這些獨(dú)一無(wú)二的特點(diǎn),其開(kāi)發(fā)前景將十分看好,并且憑借其優(yōu)勢(shì)地位,它將成為未來(lái)社會(huì)的主流科技技術(shù)之一。

參考文獻(xiàn)

[1]佚名,生物技術(shù)定義、內(nèi)容和發(fā)展概況, 生命科學(xué)導(dǎo)論網(wǎng), ?http://4a.njau.edu.cn/bio/6/1-1-1.htm

[2]朱正威等, 生物技術(shù)的應(yīng)用與展望, 高中生物網(wǎng),? http://www.pep.com.cn/200406/ca456709.htm

[3]李學(xué)勇等,生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展回顧與展望, 中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心網(wǎng), http://www.cncbd.org.cn/nianbao/2002/chapter0.htm

[4]律妍,生物技術(shù)介紹, 青島國(guó)基外語(yǔ)學(xué)校, http://www.chinabest1.org/readnews.asp?newsid=594

[5]汪忠教授等, 生物學(xué)的發(fā)展前景, 初中生物， http://www.ahscyz.net.cn/wsfw/kxg/shengwu/web1/res/seniorbio/teach/bio_3/d0/006.htm

[6]谷竣戰(zhàn), 國(guó)外生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展現(xiàn)狀綜述（一）, 一覽網(wǎng) , http://club.elanw.com/dispbbs.asp?boardid=38&id=5970&page=1

[7]李學(xué)勇等,第十二章, 其 它，中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心網(wǎng), http://www.cncbd.org.cn/nianbao/2002/chapter12.htm

[8]佚名, 轉(zhuǎn)基因技術(shù),良友網(wǎng), http://www.ly6.net/printpage.asp?ArticleID=6264

[9]陳潤(rùn)生, 生物信息學(xué)——基因組研究的有力工具,?中科院計(jì)算所生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室, http://www.bioinfo.org.cn/course/crs1.htm