时间：2023-02-17 16:41:33
导语：在生物技术应用的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
目前社会环境污染的情况日益严重，千变万化的禽畜类疾病时有发生，给畜牧养殖的健康发展带来了严重的挑战。当前通过采用生物技术可以解决畜牧兽医领域的一些问题，为畜牧兽医领域今后的发展指明了方向。
关键词：
生物技术；畜牧兽医；应用
1生物技术的内涵及禽类遗传资源的保护
（1）生物技术的内涵。
生物技术又称生物工程，是从20世纪70年代初开始兴起的。一般认为生物技术是以生物学（特别是微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合其他基础学科的科学原理，充分运用分子生物学的最新成就，其主要包括发酵技术和现代生物技术。生物技术具有较大的潜在价值，能够为人们带来良好的经济效益和社会效益。
（2）禽畜类遗传资源的保护。
我国畜牧业的历史发展悠久，资源丰富，创造了许多具有独特特色的地方禽畜品种，是禽畜遗传资源最丰富的国家之一。目前所培育出来的地方禽畜品种具有育种能力和免疫力强等优点，但是也存在生长周期长、经济效益低等问题。随着禽畜品种的融合，许多具有地方特色的禽畜数量正在降低，甚至消失。因此为了保护好禽畜类遗传资源，采用现代生物技术已经迫在眉睫。
2生物技术在畜牧兽医领域的应用
（1）应用于禽畜育种。
生物技术运用于动物育种主要采用的是转基因技术、DNA技术和动物克隆技术。之所以将生物技术运用于动物育种是因为传统的育种方式存在孕育周期长和育种质量差等问题，而且随着畜牧业的不断发展，人们对育种品种的质量要求越来越重视。采用生物技术可以大大缩短孕育周期并且可以提升育种的质量。例如可以通过生物技术提取具有特种功能的单个基因或者基因簇插入其他生物的基因中，通过观察对比选择出达到标准的样本。最早将生物技术运用于禽畜育种的国家是英国，通过对禽畜育种的成功实验，让其在各个领域得到了更加广泛的应用，也推动了生物技术在畜牧领域的发展应用。
（2）应用于操控禽畜生产。
利用生物技术操控动物的生产主要就是通过生物技术干预动物原有的内在环境系统。通过对这两者的干预，可以使禽畜的机体向人们所希望的方向发展。比如说通过生物技术人工合成的生长激素，可以起到和动物天然生成的生长激素同样的作用。这样就可以促进禽畜生长，并且不会对禽畜产生不良的影响，而且还可以降低禽畜的采食量，起到节约饲料的作用。因为生产的人工激素和动物自身所带的激素是相同的，所以也不会对人类产生不良影响。通过操控禽畜生产，大大提升了禽畜的数量和畜牧业的收入，推动畜牧业向现代化方向发展。
（3）运用于饲料资源的开发和利用。
我国一直存在禽畜类饲料资源短缺的问题，通过将生物技术运用于饲料资源的开发上，扩大蛋白质饲料，提升饲料的营养价值，可以有效地解决这一问题，也可以推动我国畜牧业的发展。通过生物技术将不含或者少含蛋白质的饲料培育成富含蛋白质的饲料是当前需要亟待解决的问题，蛋白质饲料短缺已经是世界性问题。在中国进行单细胞蛋白的生产主要是通过饲料螺旋藻蛋白质以及酵母，而秸秆是我国主要的农作物副产品，通过发酵技术可以将秸秆生产出具有优质粗蛋白的饲料，具有很高的应用价值。
（4）运用于禽畜疫病的预防诊断。
将生物技术运用于禽畜疫病的预防和诊断中效果显著。传统的畜牧养殖都是采用物理化学手法消灭病原，这样具有很大的不稳定性，常常会由于环境不达标等问题导致免疫效果失败。而随着近几年生物技术的发展和基因工程疫苗的进步，将生物工程技术用于禽畜疫病预防的应用越来越多，比如目前开发出来的新型疫苗口蹄疫疫苗、狂犬病糖蛋白亚基疫苗等。将生物技术运用于疫病预防诊断主要就是利用DNA重组技术，提升免疫效果，制备疫苗，比如目前应用于疫病诊断的限制酵分析法和核酸探针法等方法都已经有效地应用在疫病诊断中。
3小结
生物技术是新兴的高科技技术，需要不断地发展和完善，目前的一些技术尚未成熟，仍然需要不断地实验，将生物技术运用于畜牧兽医领域是近几年才提出的，通过生物技术可以对畜牧业的饲料资源、疫病诊断预防和禽畜的育种等方面作出贡献，同时这也是发展畜牧兽医的必经之路。所以随着生物技术的不断发展，将二者有机结合起来，有利于畜牧业的发展。
作者：康文广 单位：吉林省东辽县凌云畜牧兽医工作站
参考文献：
[1]麻姝然，王团芳．生物技术应用于畜牧兽医领域的实践探索[J].科学种养,2015年2期.
关键词：生物技术；生物芯片；生物传感器；免疫；酶；食品分析
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分，它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高，特别是我国加入W TO后，我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代，一方面，食品的功能性和安全性将越来越受到重视，对其分析精度和检测限的要求越来越高；另一方面，作为食品生产企业和政府监管机构，对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测，而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此，食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。现对近年来在食品分析中出现的新生物技术作一简单介绍。
1、生物芯片技术
主要特点及其在食品分析中的应用。生物芯片技术具有可实现样品分析过程的连续化、集成化、微型化和信息化等特点，目前已应用于食品卫生检验、食品毒理学研究、分子水平上阐述食品营养机理和转基因食品的检测等多个领域。基于生物芯片在用于基因表达分析及蛋白质检测方面具有无可比拟的优越性，结合了多门学科中的高新技术，因此，其优越性将会日趋明显，预计将会成为未来食品安全检测分析中的生力军。
2、生物传感器技术
2. 1、基本原理
生物传感器是指把用固定化的生物体成分（酶、抗原、抗体或激素 ）或生物体本身的细胞、细胞器、组织和器官等作为敏感元件的传感器。生物传感器技术是建立在细胞固定化和酶固定化技术基础之上的，它以生物分子去鉴别被测物，然后将生物分子所发生的物理变化或化学变化转化为相应的电信号并予以放大输出，从而得到相应的检测结果。
2. 2、主要特点及其在食品分析中的应用
由于生物传感器具有结构简单、体积小、响应速度快、样品用量少、可反复使用、灵敏度高、特异性好、不需要对被测组分进行分离和测定时不需另加试剂等特点，所以使用方便，有利于现场快速检测，故用生物传感器作为检测装置时主要应用在糖类、氨基酸类、有机酸和Vit等食品成分分析上，在食品添加剂 （亚硫酸盐、亚硝酸盐、甜味素和过氧化氢 ）的分析、食品中细菌和病原菌的检测、食品鲜度的检测、食品滋气味及成熟度的检测等领域中也有应用。在未来知识经济发展中，生物传感器技术是介于信息技术和生物技术之间的新增长点，正逐渐变为在线检测的主要手段，在食品分析中有着广泛的应用前景。
3、免疫分析技术
3. 1、基本原理
免疫分析技术是指利用抗原抗体间的特异性反应为基础，结合各种定量信号方法来对某种物质进行定性或定量测定的一种技术，是一类高灵敏度、高特异性检测技术的统称，广泛应用于各行业。该类技术的基本原理相同，仅标记物质不同，最终测定所发出的信号不同。根据文献报道，具有推广价值或已广泛应用的有放射免疫分析、荧光免疫技术、酶联免疫检测技术、发光免疫分析技术、免疫电镜技术和胶体金免疫标记技术等。
3. 2、主要特点及其在食品分析中的应用
免疫分析技术具有高特异性、高灵敏性、操作简便安全无污染、干扰小和再现性好等特点，现已广泛应用在食品中微生物 （如沙门氏菌 ）的检测、食品中的抗生素和激素的检测、食品中的真菌毒素检测、食品中的除草剂和杀虫剂等农药残留检测、食品中的营养素 （如蛋白质 ）的检测等项目，市场上已有部分商品化的试剂盒供应。目前几乎所有的常用兽药都建立了免疫检测方法，大部分已成功的运用在动物性食品中兽药残留的检测，随着分析技术自身的优势和方法上的不断完善，尤其是制备更加特异的单克隆抗体或功能更加完备的重组单链抗体，以及免疫传感器技术和芯片技术的日臻完善，免疫分析技术在食品安全快速检测领域将发挥愈来愈重要的作用。
4、酶法分析技术
4. 1、基本原理和方法
酶分析法在食品分析中的应用主要有两个方面：一是以酶为分析对象，根据需要对食品加工过程中所使用的酶和食品样品中所含的酶进行酶的含量或活力的测定；二是利用酶的特点，以酶作为分析工具或分析试剂，用于测定食品样品中用一般化学法难于测定的物质。随着技术的发展，现已出现多酶偶联测定法、利用辅酶作用或抑制剂作用测定法、通过酶反应循环系统的高灵敏度测定法、酶标免疫检测法和放射性同位素测定法等新方法。
4. 2、主要特点及其在食品分析中的应用
与其它分析方法相比，酶法分析最大的特点和优点就是它的特异性强，对样品不需要进行复杂的预处理。此外，由于酶的催化效率高，酶反应大多比较迅速，故酶法分析速度快。酶法分析已应用在食品中葡萄糖的定量分析、食品中无机金属离子的测定、食品中Vit的测定、食品中农药残留的检测、食品中嘌呤和核苷酸的检测及食品中毒素检测等领域，并且酶法分析正朝着方便快速等方向发展，如将酶制成酶电极，直接测定，省去试剂配制和标准曲线的制作等步骤。目前已实际应用在分析中的酶电极有L -氨基酸氧化酶电极、过氧化物酶电极和脲酶电极等。
5、结束语
随着生物技术的发展，人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能，其应用几乎涉及到食品分析的各个方面，包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等，尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制，生物技术在食品分析中的应用还不普及，随着科学技术的不断发展，在不久的将来，生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
参考文献
关键词：甘薯（Ipomoea batatas）；现代生物技术；育种；诱变育种；细胞工程；分子标记；基因工程
中图分类号：S531；Q789 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）11-2721-06
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.11.001
Application of Modern Biotechnology in Ipomoea batatas Breeding
YANG Han1，CHAI Sha-sha2，SU Wen-jin2，LEI Jian2，WANG Lian-jun2，SONG Zheng2，LIU Yi3，YANG Xin-sun2
（1.College of Plant Science and Technology， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China；2. Institute of Food Corps， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China；3. Agronomy College， Yangtze University， Jingzhou 434023， Hubei， China）
Abstract：The modern biotechnology has overcome the difficulties which could not be solved in the past in Ipomoea batatas breeding.Mutation breeding， cell engineering， molecular markers，genetic engineering etc.， are playing very important roles in Ipomoea batatas breeding for high yield， good quality，resistance to diseases and pests and other characteristics.The research and utilization of mutation breeding， cell engineering，molecular markers and genetic engineering in Ipomoea batatas breeding are reviewed in this paper.
Key words：Ipomoea batatas； modern biotechnology； breeding； mutation breeding； cell engineering； molecular marker； genetic engineering
甘薯（Ipomoea batatas）属旋花科甘薯属，为一年生或多年生蔓生草本，是中国的重要粮食作物、饲料作物和新型生物能源作物，具有极高的经济价值。甘薯含有60%～80%的水分，10%～30%的淀粉（支链淀粉含量高，易被人体消化吸收），5%左右的糖分，还富含人体必需的多种维生素（VA、VE、VB1、VB2、VC等）、氨基酸（赖氨酸含量较高）、蛋白质、脂肪、膳食纤维以及钙和铁等多种矿物质。甘薯中的活性化学物质（脱氢表雄酮）可以抑制癌症和预防癌细胞增殖[1]。因此，培育出高产、稳产、优质的品种及各类不同用途和种类的品种如食用、加工用、饲料用、茎尖菜用等[2]具有非常重要的现实意义。但是由于甘薯的高度杂合性、杂交不亲和性、遗传资源匮乏、遗传基础狭窄、优异近缘野生种利用困难和病虫害、病毒病危害严重[3]，极大地制约了甘薯的生产和发展。但传统育种模式周期长，品种改良进度缓慢，难以满足发展需求。生物育种是目前应用推广最为迅速的技术，它突破了传统育种的局限性，有利于加速培育高产、优质、抗逆、广适的新品种。本文重点介绍近年来几种主要生物技术，包括诱变育种、细胞工程、分子标记辅助选择育种和基因工程在甘薯育种中的发展与应用。
1 诱变育种
甘薯是一种无性繁殖作物，其自然变异和人工诱变产生的变异，是甘薯育种重要的变异来源，因此诱变育种一直是甘薯育种的一条重要途径，也是发展比较早的一种技术。
在自然条件下，由于外界环境的变化和遗传结构的不稳定性，植物本身会发生自发突变，但是这类突变发生的频率较低。自然变异突变体的选择、鉴定是甘薯种质创新的主要途径。张连顺等[4]从抗薯瘟病的闽抗329中选育出了兼抗蔓割病、藤蔓旺盛的闽抗330，张永涛等[5]、李培习等[6]分别从高抗根腐病的徐薯18芽变体中选育出了兼抗茎线虫病的临选1号和富贵1号。
辐射诱变的方式包括χ射线、60Co处理、80 Gy γ射线处理、搭载返回式卫星进行空间诱变处理等。但诱发突变的方向难以控制，有利突变频率不够高。通过辐射诱变育种加以多年筛选获得了比较好的品种如较徐薯18高抗黑斑病的品系农大601[7]和抗线虫扩展、薯皮色同质、干物率高、食味优、高胡萝卜素突变体及淀粉类型和紫色素类型育种材料[8]。
化学诱变具有专一性强、突变频率高，突变范围大的特点，为多基因点突变，诱变后代的稳定过程较短，可以缩短育种年限。Luan等[9]用EMS处理鲁薯8号愈伤组织，并通过离体筛选，获得3个耐盐突变体株系（ML1，ML2，ML3）。王凤保等[10]用0.05%秋水仙素和2%二甲基亚砜混合水溶液处理秦薯1号甘薯种子，选育出高产、高淀粉、低β-淀粉酶活性、高蛋白质、高铁、早熟的短蔓型甘薯新品种短蔓3号。王芳等[11]用0.5% NaN3处理澳大利亚Au1990sp紫甘薯的胚性细胞团，选育出品种适应性广、产量高、品质佳、抗性强的甬紫薯1号。
2 细胞工程
甘薯细胞工程主要有体细胞胚发生、原生质培养、细胞悬浮培养、茎尖分生组织培养等，在种质资源创新、新品种选育和脱毒苗工厂化生产等方面具有广阔的应用前景。目前主要通过茎尖诱导体细胞胚胎的植株再生。利用甘薯茎尖培养诱导得到胚性愈伤后，通过液体振荡悬浮培养可以迅速增殖，利用农杆菌介导、基因枪、电激等方法研究甘薯的遗传转化。在此过程中，常常会出现自发变异，通过对这些突变体进行筛选，也可以用于甘薯新品种选育[12]。
甘薯容易侵染的病毒和类病毒种类较多，加上甘薯属于无性繁殖作物，病毒能够在植株体内不断增殖积累，使甘薯病毒病的危害逐年加重，造成了大幅度的减产。利用甘薯茎尖病毒含量低或不带病毒的特点，通过茎尖分生组织培养可以生产甘薯无毒苗。脱毒甘薯增产效果显著，根茎叶生长旺盛，光合效率高，抗逆能力强[13]。经检测确定为不带病毒的组培苗可以进行快繁和原种生产。
3 分子标记辅助选择育种
分子标记在甘薯遗传育种中的应用是利用标记将不同甘薯品种DNA序列上的多态性体现出来，可利用其进行种质鉴定、基因定位、遗传图谱构建和辅助育种等并最终应用到生产实践中。在作物遗传改良过程中，形态标记、细胞学标记和同工酶标记等已很难满足对它们的基因组进行更详细研究的需要。随着分子生物学的发展，产生了多种基于DNA多态性的分子标记技术，在甘薯育种中应用较多的是RAPD、AFLP、ISSR、SCAR和SNP等。
3.1 构建甘薯分子遗传图谱
由于甘薯的遗传背景较复杂，对甘薯基因组的研究较滞后，分子标记的数量和种类相对匮乏，分子遗传图谱的构建要落后于水稻、玉米等作物。Kriegner等[14]在2003年用AFLP技术构建了首张甘薯遗传连锁图，632个母本标记和435个父本标记分别排列在Tanzania的90个连锁群和Bikilamaliya的80个连锁群上，共定位了1 100个AFLP标记，平均遗传距离为5.9 cM。随着甘薯栽培种转录组测序的完成和分子标记技术的发展，李爱贤等[15]在2010年利用SRAP标记构建了漯徐薯8号和郑薯20连锁图谱，漯徐薯8号的81个连锁群由473个SRAP标记组成，总图距为5 802.46 cM，标记间距为10.16 cM，郑薯20的66个连锁群由328个SRAP标记组成，总图距为3 967.90 cM， 标记间距为12.02 cM。Zhao等[16]在2013年利用AFLP和SSR标记构建了徐781（高抗茎线虫病）和徐薯18（高抗茎线虫病）的连锁图，徐薯18的90个连锁群含有1 936个AFLP和141个SSR标记，总图距为8 184.5 cM，标记间距为3.9 cM；徐781的90个连锁群含有1 824个AFLP和130个SSR标记，总图距8 151.7 cM，标记间距为4.2 cM。这也是到目前为止标记密度最高、基因组覆盖率最广的甘薯栽培品种分子标记遗传图谱。
3.2 绘制指纹图谱，鉴定甘薯品种
甘薯是一种无性繁殖作物，其品种数量多、同种异名、同名异种的情况比较普遍，在甘薯的生产过程中容易出现品种间混淆的情况，使得品种鉴定困难，影响品种的改良和育种。随着分子生物学的快速发展，DNA分子标记技术已成为指纹图谱构建和品种鉴定的主要方法。指纹图谱能够在分子水平上鉴别生物个体之间的差异，可以有效克服形态和生化上的局限性，是甘薯品种鉴别的重要工具，在生产实践上具有重要意义。
目前用来作DNA指纹图谱的标记主要有RAPD、SSR、ISSR、AFLP、SRAP等。Arthur等[17]应用RAPD标记分析在美国8个州种植的甘薯品种“Jewel”的无性系，发现其中5个的多态性谱带在7.1%～35.7%之间，表明RAPD标记可以检测无性系中的变异。王红意等[18]研究表明通过RAPD标记产生的指纹图谱可以将30个中国甘薯主栽品种分为3类。罗忠霞等[19]采用EST-SSR标记，利用2对引物将52份甘薯品种区分开，建立了52份甘薯品种的指纹图谱。季志仙等[20]利用ISSR技术对不同引物获得的指纹图谱进行了分析，发现利用2对引物即可将供试的17份甘薯品种区分为4类。蒲志刚等[21]利用AFLP技术通过五对引物构建出47个品种南瑞苕的指纹图谱，将其分为5类。张安世等[22]利用SRAP技术通过2对引物构建出22种甘薯品种的DNA指纹图谱，将其分为7类，随后又利用ISSR技术通过3对引物将22种甘薯品种分为4类[23]。
3.3 甘薯基因定位和DNA分子标记辅助选择育种
甘薯许多重要的农艺性状如块根产量、品质（淀粉含量、胡萝卜素含量）、抗病性（茎线虫病、根腐病和黑斑病）等都属于多基因控制的数量性状，在甘薯分子连锁图谱的基础上，对重要农艺性状进行QTL定位，进而克隆相关性状的主效基因，是甘薯育种研究的重要方向。DNA分子标记辅助选择育种具有方便、快捷、准确等特点，且较少受季节、发病条件、发育条件、鉴定方法等因素的限制，可以在低世代进行早期选择，更适合目前育种的需要。目前该技术已广泛应用于甘薯的育种研究中。
Ukoskit等[24]利用甘薯易感根线虫病品种与抗根线虫病品种杂交，用760个RAPD引物对2亲本和F1分离群体进行分析，筛选出1个抗根线虫病的基因。柳哲胜[25]用RAPG法和改进的SSAP技术对农大603和徐薯18的基因组进行抗茎线虫病相关基因的分析，结果显示由片段54设计的引物在抗病和感病品种之间扩增出多态性带，推测片段54是与甘薯抗茎线虫病有关的RGA（Resistance gene analog），并得出甘薯MIPS基因可能与甘薯抗茎线虫病有关。周忠等[26]对高抗茎线虫病的徐781和高感茎线虫病的徐薯18的后代进行抗病性鉴定和RAPD分析，得到与抗茎线虫病基因相连锁的RAPD标记OPD0l-700，经证明，该标记可作为甘薯抗茎线虫病辅助育种的分子标记，并在甘薯育种尤其是抗病品种选育中发挥较大的作用。王欣等[27]利用对高抗亲本徐781和高感亲本徐薯18的F1分离群体的161个品系进行OPD01-700的克隆和测序，成功地将OPD689标记转化为SCAR标记，初步验证结果与田间鉴定结果基本一致，初步建立了甘薯抗茎线虫病育种分子标记辅助选择技术。袁照年等[28]以金山57×金山630的杂交F1分离群体为材料，按F1单株抗性分群，建立薯瘟病抗病池和易感池，分别以其为模板进行RAPD分析，结果显示其中S213-500在抗感池和易感池间显示多态性，可以作为抗Ⅰ型薯瘟基因的连锁标记，在鉴定甘薯抗I型薯瘟病方面具有应用价值。苏文瑾等[29]在已有的高抗根腐病品种徐薯18与高感品种胜利百号F1分离群体抗性鉴定的基础上，采用分离群体混合分析法（BSA）与AFLP技术相结合，发现显性标记Eco（45）-Mse（45）与感病基因连锁，对甘薯抗根腐病的遗传改良具有指导意义。蒲志刚等[30]以南薯88等12个抗感黑斑病品种为材料，建立了甘薯黑斑病的AFLP分子标记体系，并用该体系找到了与甘薯抗黑斑病紧密相关的特异性DN段，为甘薯抗黑斑病分子标记辅助育种奠定了基础。
吴洁等[31]利用甘薯高淀粉品种绵粉1号和甘薯低淀粉品种红旗4号杂交F1代分离群体采用SRAP分子标记，将1个与淀粉含量相关的QTL定位到绵粉1号遗传图的第三连锁群上。蒲志刚等[32]利用甘薯高淀粉品种绵粉1号与甘薯低淀粉品种红旗4号杂交F1代分离群体，在绵粉1号遗传图的第二连锁群上检测到E1M7-2可作为淀粉的临近QTL。李爱贤等[33，34]以高淀粉、低胡萝卜素含量的甘薯品种漯徐薯8号和低淀粉、高胡萝卜素含量的甘薯品种郑薯20杂交得到的F1分离群体，采用SRAP分子标记的方法在父本郑薯20的Z31连锁群上检测到1个与淀粉含量相关的QTL，并检测到17个与甘薯β-胡萝卜素含量相关的QTLs，其中10个定位在郑薯20图谱上，7个定位在漯徐薯8号图谱上。
3.4 甘薯转录组测序和分子标记的开发
转录组测序（RNA-seq）操作简单，不局限于已知的基因组序列信息，可获得低丰度表达基因，具有通量高、灵敏度高、成本低及应用领域广等优点。转录组研究是基因功能与结构研究的基础和出发点，利用新一代高通量测序，能够快速全面地获得某一物种目标细胞在某一特定状态下的全部RNA序列的信息，例如发现新转录本、了解基因的表达量、挖掘单核苷酸多态性（SNP）、结构性变异等[35]。目前，测序技术已成为分子生物学研究中最常用的技术。相比于其他作物，甘薯的基因数据资源极少，这给甘薯的分子生物学研究带来极大的不便。Gu等[36]应用Illumina的RNA-Seq技术对不同的甘薯组织与发育阶段进行高通量的转录组测序，通过对甘薯的转录组从头组装、基因注释和代谢通路分析，得到了大量重要的转录本信息，如淀粉合成、抗盐、抗旱、转座子和病毒等相关基因。Tao等[37]利用Illumina数字基因表达（DGE）标签分析甘薯的7个组织的转录组的差异，鉴定出大量的差异和特异表达的转录本，主要涉及病毒基因组的基因表达方式、淀粉代谢、潜在耐逆性和抗虫性等方面。
转录组测序的高通量特点使分子标记的大规模发掘得以实现。基于转录组测序开发的分子标记主要为SSR和SNP。Wang等[38]采用同样的方法获得56 516个unigenes，基于与已知的蛋白序列的相似性搜索，总共鉴定发掘出114个cDNA的潜在的SSRs。Xie等[39]通过对紫薯转录组的高通量测序，获得58 800个unigenes，发掘出851个潜在的SSRs。SNP是基因组中最普遍的遗传变异，有着分布广、数量多、遗传稳定性高、密度高、易于实现分析自动化等诸多优点，是构建遗传图谱、完成分子标记辅助育种的一种非常重要的遗传标记，新一代的高通量测序平台为SNP位点的检测提供了强有力的技术支持。许家磊[35]在淀粉含量、薯干产量和茎线虫病抗性差异明显的徐781和徐薯18的Illumina RNA-seq测序结果中已获得1 386个SNP候选位点的基础上，发现Tetra-primer ARMS-PCR可以检测出SNP分子标记，可以用于甘薯SNP分子标记的开发。苏文瑾等[40]利用简化基因组测序技术（SLAF-seq）对300份甘薯种质资源的大群体测序，通过生物信息学分析进行系统设计，筛选特异长度的DN断，构建SLAF-seq文库后高通量测序，通过软件分析比对，获得260 000个多态性SLAF标签，在多态性SLAF标签上共开发得到795 794个群体SNP位点。
4 甘薯基因工程
1983年世界首例转基因植物培育成功，标志着人类用转基因技术改良植物的开始，至今已有120多种植物转基因获得成功。近年来基因工程技术在农业作物育种领域已经取得成功并逐步推广，基因工程技术已成为普及应用最快的先进农作物改良技术之一。基因工程技术是提高作物产量和改良作物品质的有效途径，给人类带来巨大的社会和经济效益。相对于其他作物，甘薯基因工程的研究起步较晚。自1987年以来，许多学者陆续报道把抗性基因nptII和标记基因Gus转入甘薯，成功地获得了转基因的愈伤组织、芽或再生植株，为进一步转化目的基因改良甘薯积累了经验[41]。近年来，在应用基因工程提高甘薯蛋白质或淀粉含量、改善蛋白质氨基酸组成或淀粉组成、提高甘薯抗虫及抗逆性等方面取得了较大进展。
4.1 甘薯品质改良的基因工程
甘薯品质改良主要集中在淀粉、蛋白质和胡萝卜素方面。Shimada等[42]构建了编码甘薯淀粉分支酶的IbSBEII基因的dsRNA干扰载体并通过农杆菌转化进入甘薯基因组，转基因植株的淀粉具有较高的直链淀粉含量。Otani等[43]通过RNA干扰技术抑制甘薯淀粉粒附着性淀粉合成酶I（GBSSI）基因的表达，培育出不含直链淀粉的转基因甘薯植株。Takahata等[44]通过抑制淀粉合成酶Ⅱ（SS Ⅱ）的表达改变支链淀粉的结构降低甘薯淀粉的糊化温度。Santa-Maria等[45]从海栖热袍菌中克隆了一个编码极端嗜热α-淀粉酶的基因，通过根癌农杆菌介导的转化获得的转基因植株在80 ℃具有自发处理淀粉为可发酵糖的能力。
罗红蓉等[46]用根癌农杆菌介导获得了含人乳铁蛋白基因（hLFc）的甘薯抗性愈伤组织，为获得具有转人乳铁蛋白基因的甘薯材料奠定了基础。高峰等[47]获得了转玉米醇溶蛋白的转基因甘薯植株。脂联素（Adiponectin）具有抗炎、增加机体对胰岛素敏感性和降糖、抗动脉粥样硬化的作用。Berberich等[48]利用根癌农杆菌介导的转化获得表达Adiponectin cDNA的转基因甘薯植株。Kim等[49]利用RNAi沉默CHY-β基因，可以增加甘薯中的β-胡萝卜素的含量和类胡萝卜素含量。
4.2 甘薯抗病虫的基因工程
甘薯病毒、病虫害严重影响产量。Kreuze等[50]研究利用靶向编码SPCSV（甘薯褪绿矮化病毒）和SPFM（甘薯羽状斑驳病毒）序列复制酶的内含子剪接的发夹结构的RNAi策略通过根癌农杆菌转化甘薯，转基因植株对SPCSV和SPFMV的抗性显著增强。Muramoto等[51]的研究表明，转大麦αHT基因的甘薯植株的叶片和块根表现出对黑斑病菌的抗性。蒋盛军等[52]用根癌农杆菌介导法将OCI（水稻巯基蛋白酶抑制剂基因）导入甘薯品种栗子香中获得了转基因植株，对转基因甘薯植株对甘薯线虫病的抗性进行了初步研究。
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关键词：现代生物技术；抗生素生产；应用价值
在抗生素生产过程中，注重新型抗生素的获取，同时也注重优良抗生素产生菌的获取。而对现代生物技术加以应用，则能够使抗生素的产量得到有效提升，同时使抗生素的组分得到有效改善，并提升抗生素的生产工艺水平[1]。从现状来看，如发酵工程、酶工程、细胞工程以及基因工程等现代生物技术，均在抗生素生产中具备显著应用价值。
1现代生物技术中发酵工程在抗生素生产中的应用
从上世纪四十年代开始，在青霉素被发现之后，抗生素发酵工业便逐步发展起来。目前，抗生素具备两百多个品种，广泛应用于医学、农用等行业。其中，通过发酵方法生产的便存在数百种。基于现代生物技术中的发酵工程在抗生素生产中具备显著应用价值。一方面，在抗生素发酵生产过程中，必须具备生产菌的参与。对于抗生素生产菌来说，主要包括霉菌和放线菌两类。在我国，各个抗生素生产商将军中筛选及改造视为使抗生素产品提升的有效方法。在发酵工程菌种选育及其改造过程中，通常会联合基因工程方法实施，进而使育种经过三个阶段：第一阶段，野生菌向变异菌育种；第二阶段，自然选育向代谢控制育种；第三阶段，诱发基因突发向基因重组定向育种[2]。此外，为了使抗生素产量得到有效提高，会利用现代生物技术中的发酵工程，从而采取优化发酵过程控制策略，包括加糖控制、补料控制、pH控制以及温度控制等等。总而言之，现代生物技术中发酵工程子啊抗生素生产中具备显著应用价值，为抗生素的优化生产奠定了坚实的基础。
2现代生物技术中酶工程在抗生素生产中的应用
对于酶工程来说，在上世纪七十年代产生，该项技术具备的优势包括：效能高、污染低、自动化以及安全性高等。将酶工程应用于抗生素生产中具备显著价值作用。例如：我国在上世纪八十年代，采取固定化酶技术（固定青霉素酰化酶及头孢菌素酰化酶等）生产出了6-氨基青酶烷酸与7-氨基头孢烷酸等抗生素中间体。近年来，对于酶工程来说，逐渐朝传统的固定化酶以及固定化活细胞环节朝向DNA重组技术以及细胞融合技术等方向发展，这样将其应用于抗生素生产过程中，便能够使抗生素的生产工艺水平得到有效提升。然而，就现状而言，我国在利用细胞融合技术以及DNA重组技术进行抗生素生产尚且处于初步试验环节，其价值作用还有待进一步考究。但是，毋庸置疑的是，随着社会的发展，科学技术的几部，现代生物技术中酶工程在抗生素生产中的应用价值将能够得到充分有效的体现。
3现代生物技术中细胞工程在抗生素生产中的应用
在现代生物技术当中细胞工程不可忽视，并且其在抗生素生产中具备显著应用价值。细胞工程中的原生质融合技术加以应用，能够使抗生素的产量得到有效提升。对于维生素原生质体融合来说，指的是将遗传性状存在差异的2个菌体细胞的原生质体加以融合，进而获取存在2个菌体遗传性状的稳定重组子。此项技术能够使远缘菌株的基因重组得到有效实现，不会有有性孢子的丝状真菌产生，但是却具备准性生殖的特殊遗传现象。并且，利用此项技术，在高产量的变异菌株筛选过程中，具备显著应用价值。比如：柔红霉素产生菌和四环素产生菌的种间原生质体融合，因这2个抗生素生物合成均源于聚酮体，从而让柔红霉素的单位产量获得了显著提升。总之，对细胞工程中的原生质体融合技术加以应用，能够使抗生素的产量得到有效提高。因此，相关工程技术人员需对此充分重视。
4现代生物技术中基因工程在抗生素生产中的应用
基于现代生物技术当中的基因工程也能够在抗生素生产中发挥有效作用。一方面，利用基因工程中的两步重组法技术，能够使生物合成肽类抗生素得到有效改造。对于肽类抗生素来说，可由微生物的非核糖体合成的方法基于多肽合成酶系中进行，多肽合成酶系具备酶与模板的功能，称之为蛋白质模板，针对其相应的氨基酸激活功能域采取定向两步重组取代，能够使全新的肽类抗生素得到有效生成，例如：耶儿森氏鼠疫杆菌素的合成等[3]。另一方面，通过基因工程当中的人工改造技术，能够使抗生素的产量及品质得到有效提升。例如：改造卡那霉素链霉菌当中的编码氨基糖苷6-N-乙酰转移酶的自身抗性基因过表达，能够使产生菌对氨基糖苷类的抗性得到有效提升，进而使链霉素的产量得到有效提高。
5结语
通过本文的探究，认识到在抗生素生产过程中，可以利用现代生物技术，以此使抗生素的产量及品质得到有效提高。例如：基于现代生物技术中的发酵工程、酶工程、细胞工程以及基因工程均能够在抗生素生产中发挥技术作用。因此，抗生素生产商便有必要对现代生物技术的应用加以重视，进一步为抗生素产量及品质的提高奠定夯实的基础。
参考文献：
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摘 要：随着科学技术的迅速发展，生物技术被广泛应用在植物保护中。生物技术是利用生物体或有机体渗入到产品中，有机结合，改良产品品质或培育微生物以满足特殊需求的新技术。它包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技术在植物中的应用，并对其应用进行了展望。
关键词：生物技术；植物保护；应用
中图分类号：S316 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230028
1 生物技术在植物保护中的应用
1.1 细胞工程
每个植物细胞的遗传信息是完全相同的，并且包含该植物体全部遗传信息。在适当条件下，植物细胞具有全能性，一个单独的植物细胞可以培育成一个完整的植株，生物学家通过组织培养来培育名贵花卉，消除植物上的病毒，以及通过对细胞核的遗传物质进行整合，以此来获得所需要的品种。研究不利于植物生长的外来生物就是保护植物，如病虫害、杂草等，可以利用细胞工程来改善植物，获取所需要的基因，我国病原微生物的细胞工程已经取得初步进展，在科学家努力下将会不断地完善，培育出优良品种。
1.2 基因工程
基因工程是利用生物技术或物理化学方法将目的基因导入植物细胞中，获得人们所需要的转基因生物，有目的的生产植物或农产品。通常基因工程包括直接转移法和间接转移法：间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上，通过病毒或霉菌感染植物来间接把目的基因转移到植物基因中，以此来高效表达；直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程进行育种，以此来获得抗虫、抗病、抗除草剂、抗倒伏的优良品种，不仅可以节约成本，还可以减少环境污染，具有很广的市场前景。
1.3 发酵工程
发酵工程在植物保护中的应用主要是通过生产抗生素来制造农药，杀死害虫以防对农作物产生危害。目前我国已经广泛使用抗生素来制作农药，其优点是生产成本低，安全性高，高效、无污染。在19世纪60年代我国就开始把苏云芽孢杆菌用于农药生产，随后又提练出了Bt菌株并应于实际生产，其主要优点就是安全性高，为新世纪绿色产品的生产提供了契机，尤其在无公害农产品项目上应用广泛。目前我国抗生素生产已经在国际上占有一席之地，特别是冈霉素和阿维菌素成为世界上最大的生产国，其中冈霉素主要用于水稻，大大提高了水稻的产量，为我国的粮食产业做出了巨大贡献，增加了农民的收入；阿维菌株主要用于生产杀虫剂，安全高效。
1.4 酶工程
生物技术在植物保护的应用中，生物学家利用酶工程来获得所需要的物质，其原理就是将酶或微生物细胞、植物细胞、细胞器等在一定的条件下，借助酶的催化功能，将相应的原料转化成有用的物质。目前最先进的是利用酶工程来制作生物农药，主要优点是无公害，并且不易产生抗药性，生产简单、成本低，主要应用于病虫害防治。例如把昆虫病毒基因插入到外源基因中，使其在昆虫体内得到表达，通过扰乱昆虫正常代谢，影响其活动，以此达到灭虫目的。由于无污染，具有很广的市场前景。
2 生物技术在植物保护中的应用展望
植物保护中生物技术的使用，突破了传统育种的界限，在原有育种的基础上整合新的基因，使传统技术与生物技术有机结合，降低了生产成本，提高了生产效益，不仅增加了植物的产量，同时也保证了植物的质量，在植物发展轨道上具有很大的发展前景。
生物技术在植物保护中的优点是不容置疑的，也创造了许多效益，一直处在快速的发展轨道上，安全性高、对自然生态平衡影响小，害虫不易产生抗性，但是它也有不足的一点，专一性太强，目前的生物农药只能针对一种害虫，对于具有多种害虫的农田具有不足之处。因此生物科学家应不断完善生物技术在植物保护中的应用，克服目前生物技术存在的缺点，可以利用基因工程把抗虫基因导入植物中，这样植物就具有了抗虫特性，也可以使植物散发一种气味，以此来驱散害虫，此种方法克服了生物农药针对的缺陷，减少了环境污染，更好地保护了植物。利用生物技术可以培育新品种，避免自然环境的污染。生物技术在植物保护中的应用还存在一些不足，需要我们去研究，使植物产业更好的发展，造福于人类。
3 结束语
总之，生物技术在植物保护中的使用，提高了我国农业发展的水平，加速了我国植物产业的发展，为人类增加了许多效益。将生物技术用于作物育种，保证了种子基因的纯度，基因工程培育了许多优良品种；发酵工程通过制作菌株来生产农药，减少了成本，同时还具有高效的作用；细胞工程利用植物细胞具有全能性的特点，可以有效除去植物基因中含有的病毒，培育花卉的优良品种；酶工程制作了生物农药，减少了农药的使用，缓解了环境污染，降低了生产成本；保护了大自然的环境，使人与自然和谐、可持续发展。
参考文献
【关健词】生物技术；养猪现
现代生物技术中以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表在最近这一两年发展非常快速，不但对人们的生产和生活方式有着不小的影响，还在多个行业得到广泛应用，比如工业、农牧业、医药、环保等行业都带来了非常大的经济效益和社会效益。
1、利用现代生物技术开发饲料
1.1酶制剂的生产与利用
酶制剂是一种通过动植物和微生物中提取的一种具有酶活性的生物物质，一般情况下和一些载体混合制作成粉末药剂。饲养用的酶制剂可以直接的进行分解，然后给机体进行营养物质；刺激内源性消化酶的分泌，将药剂中的营养在机体内进行释放；将饲料中的多糖和可溶性淀粉进行破坏，有效的控制和降低肠道内容物的粘度，从而达到吸收养分的效果，最后促进动物的快速生长。饲用酶制剂不但可以有效的消除饲料中的一些物质的有害作用，还能促进饲料养分的消化和吸收，同时还能加快动物的生长速度，还能保证动物的健康，动物的粪便中的氮、磷也得到了有效的减少，保护了生态环境。应用饲用酶制剂是现代化养猪业中经济效益与生态效益兼顾的重要措施。
1.2运用生物技术处理饲料中有毒有害物质
饲料中含有养分的同时还含有抗营养因子、毒素以及一些影响动物新陈代谢的有害物质，而在消除这些有害成分方面生物技术起得不可替代的作用。在处理和消除抗营养因子、毒素以及一些影响动物新陈代谢的有害物质的过程中生物技术具有处理速度快、没有有害物质残留、几乎不影响原有的营养成分等优点。
1.3新型饲料蛋白质的生产
在饲料的的类型中蛋白质饲料的严重短缺以引起了全世界的关注，而要解决这一问题最为快速的方式就是通过微生物发酵产生单细胞蛋白（SCP）。SCP的意思是指通过利用各种基质大面积的培养细菌、酵母菌和霉菌。现代饲料工厂和食品工厂里面蛋白的来源基本上都是通过微藻、光合细菌等获得微生物蛋白。SCP的营养成分极为丰富，蛋白质的含量可以高达80%，含有氨基酸的成分较为齐全和平衡，并且还含有很多种的维生素，在消化利用率上也非常高通常情况下高达80%。SCP还有一个非常大的优点就是原料广，产生的微生物繁殖快，成本低，效益高。
2、生物技术在猪病防治、诊断中的应用
我国的养猪业面临最大的威胁就是各种猪病不断出现，不少的猪病带有传染性质，而有没有得到很好的控制和预防，很早以前一般在5-10年才会出现一种新的传染病，而目前传染病出现的频率也越来越快，甚至1-2年就出现一种新的传染病。随着经济的发展，传染病的爆发率越来越高，最为典型的就要数蓝耳病了，从发现到传染到全国仅仅只花看几个月时间，而这也在畜牧兽医界引起了极大的恐慌。目前，发生了猪病主要都是混合感染导致的，蓝耳病、圆环病毒为主的传染病曾经都给养猪业造成极大的损失。通过临床症状和病理学变化对猪病作出初步诊断是有一定难度的，确诊一般都要采用生物技术方法才能实现。在猪病的防治中多数采用接种疫苗的方式来提高猪的抗病能力，还能使用干扰素；在诊断方面可以用表达纯化的抗原替代全病毒，猪的敏感性、特异性得到很大提高。在猪病的诊断中最常用的生物技术有：蛋白的克隆表达与纯化技术、血清学试验（凝集试验、沉淀试验、免疫标记技术）、免疫胶体金试纸条、聚合酶链式反应、原位杂交试验、全基因测序技术及其它技术。
3、生物技术在环保养猪中的应用
在长期饲养猪的过程中，必不可少的措施就是给猪以及猪圈消毒，提高猪的免疫能力。现在最为火热的是“零污染、零排放”的环保养猪技术，并且得到了养殖户的大力推崇，这种技术将传统的养殖业开始向低投入、低污染、高回报的现代养殖业进行了转变。现代养殖技术就是利用发酵床原理，这一原理就是利用生物资源然后采集土壤中的有益微生物，培养出富有活力的微生物母种――土著菌。提取出土著菌后，按照一定的比例把土著菌和一些木屑以及辅材料进行结合发酵制成猪圈的有机垫料。生猪有一个喜欢拱翻物件的习性，利用这一习性让猪粪、尿和垫料进行充分混合，然后利用土壤微生物菌落的作用让猪粪中的有机物得到充分的分解，很大程度上也可以消除臭味，同时还能繁殖出大量微生物，还可以产生生猪能使用的无机物和菌体蛋白质，将猪舍变成一个可循环的饲料工厂，最好还让猪舍达到无臭、无味、无害化的目的。这也是一种无污染、物排放、无臭美的新型环保养猪技术，并且成本低、效益高、耗费少，操作简单。
【参考文献】
【关键词】生物技术 工业设计
一、引言
生物技术作为一门应用十分广泛的学科，在各个领域中都发挥着非常重要的作用。在工业设计的专业领域中，也在各个层面上运用着生物技术。将生物技术与工业设计良好结合，能够创意出新鲜、环保、有利于人类使用的产品，将设计的艺术性和科学含量都大大提升。
二、仿生学应用
（一）形态仿生
德国著名的设计大事科拉尼曾说：“设计的基础来自诞生于大自然的生命所呈现的真理之中。”工业设计的产品并不是凭空想象出来的，产品作为人类肢体的延伸，起实用性、合理性、美观性都非常重要。形态仿生是受到大自然启发的结果，同时也是产品的造型设计中不可或缺的形态语言。自然界的生物经过千百年来的进化，其外形的每一个曲折角度往往都包含着精确的物理原理和视觉上恰到好处的美感。作为对人类生活方式有着广泛影响的工业设计，在创造产品时加入形态仿生的元素，是促进工业设计进一步发展与完善的重要方法。
最为简单的形态放生是从自然界的事物中抽取美丽的花纹，应用于产品的装饰中。例如将奶牛、斑马等的花纹印制在产品表面，带给产品使用者简单、自然的感受。
目前使用更多的形态放生是在产品的造型上，让产品具有和自然生物相同或者类似的形态。
模仿自然形态的产品造型往往会具有意想不到的趣味性。例如模仿人手和人的嘴唇形状的沙发，两款产品在具有沙发基本功能的同时，又具有极强的视觉冲击力，带给使用者和欣赏者感观上的享受。
另一方面，形态仿生的产品由于其接近自然的造型，象征着千百年来人类对自然的模仿和崇拜。从机身和单曲面机翼都呈现出象海贝、鱼和受波浪冲洗的石头所具有的自然线条到根据空气动力学原理仿照鸭子头形状而设计的高速列车，形态仿生往往是创造的开始，具有超乎想像的实用性。
（二）功能仿生
每一种生物都拥有其独特的结构，自然经常创造出人类难以预想的奇迹。根据动物的某些特性来设计产品，不尽可以为人类带来极大的便利，通常也是十分环保的方法。
（三）视觉仿生
由于人眼睛中的视网膜单元是非均匀分布的，这使得人眼在具有广阔视野同时又具有高分辨率，可以使人在对感兴趣的目标保持很高分辨率的同时又对视野的其他部分保持警惕。
根据人眼的这一特性，在产品外观设计的时候就可以将最吸引人眼球的元素放在人眼注意力最高的地方，将设计师想强调的元素放在吸引力较大的元素周围，从而使产品既美观又具有商业价值。
在对其他动物的研究上也发现，许多动物的视觉成像原理都具有很大的价值，往往会带给产品绝佳的品质和性能。例如根据青蛙眼睛的成像原理设计的瞄准镜等，在产品结构设计中具有广泛的应用。
（四）结构仿生
在自然界中有许许多多美妙而神奇的结构，例如蜘蛛网一圈圈的环绕被证明是对于蜘蛛丝来说最为稳固且适合于捕捉的结构。在工业设计当中，根据产品应用领域的不同，恰当得对自然食物进行结构仿生能够达到极其完美的效果。
例如一位设计师设计的设计类学生专用教学课桌椅的方案，灵感来自于蜂巢结构，提取六边形作为基本要素进行设计，桌面可以根据设计或教学需要自由组合成不同形态，并且考虑它们彼此之间组合时面与面之间不要留有许多空隙，组合时稳定性，最终选择了蜂巢结构。
三、生物材料
在产品设计的构成中，产品材料的选择是十分关键的一环。随着人生生活水平的日益提高，消费者最产品材料的质感、安全性、坚固度要求越来越高。同时，由于越来越多的人们开始崇尚时尚、健康、环保的生活，产品的整个生命周期都在逐渐受到整个社会的关注。特别是在欧盟国家，中国的产品很难出口到那里的一个重要原因就是，欧盟规定在产品报废后必须百分之八十以上的零件都可以进行回收。
因此，产品材料的选择不尽关系到消费者使用时的感受，更关系到它的市场、销售前途和生命力的长短。在这样的社会背景下，生物材料就成为产品设计时一个非常重要的选择。生物材料由于其对人体无害、无污染有时还会具有某些极佳特性的特点，在我们当今的社会中，人们对于健康和舒适越来越为注重，因为生物材料也正在受到越来越多消费者和设计师的青睐。
四、在产品设计中运用生物高科技
工业设计作为一门交叉性极强的学科，与前沿科学的发展有着极其密切的联系，有时一个新科技的出现，会带动一批产品的产生。反过来，作为普通生活的群众，也往往是通过产品来了解到当代科技的发展。科学创造技术，设计应用并推广技术，只有科学与设计的紧密结合才能推动人类历史的良好发展。
由于产品与使用者的关系愈加密切，在许多的未来概念设计中都不可避免地融入了生物高科技的元素。在不久的将来，产品与使用者的联系将不断加强，产品的人性化功能也会更加强大。因此，在生物科技高速发展的今天，在产品设计中运用生物高科技将会是产品设计的一大趋势。例如：在U盘上加入活体生物指纹识别技术，从而保护我们私人信息的安全，也给商家带来巨大的商机。
五、总结
生物技术在科技极度发达的今天，正被广泛地应用于各个领域。对于工业设计来说，采用生物技术能够提高产品的美观和实用性，还可以创意出全新的产品。充分吸收生物技术的知识，在提升自身产品品质的同时，也能促进两个学科的共同进步和发展，让科技推动设计，设计引导科技发展，最终造福我们的社会，带动整个社会的进步和人们生活质量的提高。作为工业设计专业的学生，本着一个设计师不断追寻创意与美的准则，更应该广泛涉猎各个学科，从其他专业中吸取有用的东西，应用到自己的设计中来，兼容包并，设计出更好的产品。
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【关键词】生物技术;食品工业;应用
生物技术能够实现产业、社会、经济和生态效益的统一。食品工业正向着全面深入运用生物工程技术结合设备化、智能化以及低耗高效系统工程的方向发展。生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。生物技术生物工程在21世纪发挥了越来越重要的作用，在生物技术快速发展的过程中，生物技术在食品中的应用得到了人们的广泛关注。但同时，生物技术在应用过程中产生的一些安全性问题也需要引起重视。
一生物技术在食品工业中的应用
在食品加工行业，动物和植物是基本的原料。我们知道，如果原料的品质较好，那么它在贮运加工中的性能就较好，且产品质量能够得到保障。生物技术在动植物原料和材料品质的一个重要应用是机械能改良，其本质是通过DNA重组技术，采用DNA分子克隆对蛋白质分子进行定位突变的所谓蛋白质工程。经过该工程处理之后，食品的营养价值更高，食品的加工性能更好，其科学价值极大，且应用前景是非常广阔的。第一，生物技术在动物原料和材料品种改良中的应用。近年来，生物技术在动物原料和材料品种改良的应用发展很快，这种改良对于食品工业发展的推动作用较大。在基因工程中，生产得到的动物生长激素能够使动物的发育和生长速度加快，从而缩短动物的生长周期，改变动物的营养品质。一个典型的案例就是把猪生长激素注入猪的体内，降低猪的脂肪含量，这样就有利于对肉食品质进行优化和改善。又如，在牛乳的加工中，牛奶容易发生沉淀。如果使用基因操作，增加K—酪蛋白编码基因的拷贝和置换，那么就可以使牛奶的磷酸化程度增加，这样就可以使牛奶热稳定性更强，还能防止炼乳凝结现象的产生。第二，生物技术在植物性食品中原料和材料品种改良中的应用。利用基因工程的培育功能，可以使植物的性能更好，比如抗高温、抗病毒、防虫害等。培育少脂肪的油料作物，多蛋白、富含某些营养素等优质主食（大米、小麦等）作物，提高作物的营养成分。当今，很多国家在这方面进行了深入研究。比如，对马铃薯进行基因改造，可使固形物的含量增加；大豆在基因改造之后，可以提高不饱和脂肪酸的比例，从而提升食用油的品质。为了使谷物蛋白质中氨基酸含量更高，生物工程学家可以使用基因工程，提高谷物蛋白的营养价值。这样一来，就可以降低我国农业生产的负担。目前我国已有越来越多的农民不再务农，大量的农田被荒废，其中很大一部分原因是因为农作物生产的效益太低。如果能够对农作物进行基因改造，使单位面积的农作物产量提高，也许能够使该问题得到缓解。第三，生物技术在保健食品中的应用。目前，随着人们对保健食品需求的增加，人参、西洋参、长春花、紫草等植物的细胞培养发展潜力增加。所谓植物细胞培养技术，其本质是一种无菌培养技术。该技术把植物组织、感官或细胞在特质的培养基进行培养，最终得到所需要的生物产品。细胞工程大量控制性的培养技术在免疫球蛋白以及生长激素的生产中应用广泛。在具体的生产过程中，通常是基因工程技术重组分子，对动物细胞进行培养，实现批量生产。
二生物技术在食品工业中的应用前景分析
1.充分利用生物资源，研发新型生物技术产品
在我国轻工业食品的产业发展规划中，未来发展的总目标是要充分利用生物资源研发新型生物技术产品。通过把现代生物技术跟食品技术结合起来，对新型生物技术产品进行研发。其中，重点研究领域包括这几个方面：新酶品种开发及其应用、遗传育种、生物法替代化学合成，生产安全性能更好的食品添加剂；使用生物技术深度加工原料，在这个过程中，需要保障对环境产生的污染最低化。另外，在食品加工产业发展的过程中，我们发现生物技术产物的分离提取水平不高，这也是其中一个瓶颈，因此，我国应当重视这方面技术的研发。另外，在监控生产方面，可研发功能更加完善的生物传感器。
2.生物技术推动经济、生活及应用科学的发展
在对生物技术逐步深入研究的过程中，生物技术对经济和生活中的改变是我们能够感知到的。世界上有很多国家把食品工业中的生物技术作为重点发展对象。在食品资源改造以及生产工艺改良方面，生物技术提供了极大的方便。另外，生物技术在加工产品包装，以及储存和运送、食品检测等领域的应用前景非常广阔。生产基因工程食品从预言变为了现实。在生物技术发展的过程中，为基因重组技术的发展与进步带来了巨大的推动作用。另外，生物技术在全球社会发展重大问题上能够起到积极的作用。比如，粮食短缺问题和生态环境恶化问题在生物技术的帮助下，这些问题正在逐步得到缓解。
3.发展生物技术被国家列入国策是大势所趋
最近几十年来，国外一些发达国家，比如美国、日本等国家的生物技术对经济发展的促进作用是有目共睹的。我国把生物技术作为高新技术中的第一位，对生物技术给予了高度重视。在生物基因工程技术的帮助下，食品更加丰富、更加健康营养，品种更加多。我相信，在不久的将来，生物技术将给食品工业带来巨大的改变。综上，随着生物基因工程的发展，农业将会发生巨大的变化，农业生产能够得到产量更高的粮食作物。在未来，生物技术将增加食品的种类，提高食品的营养价值；在安全性方面，生物技术可以提供对人们更加健康安全的食品；在环境友好方面，生物技术有利于食品工业的长久发展。生物技术在食品工业中的应用范围非常广泛，本文介绍的内容只是冰山一角。*作者单位：张易葳，湖北省宜昌市葛洲坝中学。
参考文献
［1］刘开华，李耕，邬全喜等．现代生物技术在软饮料品质改良中的应用现状与展望［J］．饮料工业，2004（3）
［2］陈美珍，余杰．大豆牛乳多肽饮料的工艺研究［J］．食品工业，2002（2）
［3］汪薇，白卫东，赵文红．生物技术在天然香精香料生产中的应用［J］．中国酿造，2009（9）
［4］毕海丹．生物技术在肉类食品中的应用现状［J］．肉类研究，2009（1）
关键词：生物技术；林业；应用；影响
中图分类号：Q933 文献标识码：A
前言
经济的快速发展对世界环境提出了巨大的挑战：自然灾害频发，空气污染指数高，最严重的是世界森林面积及多样性在不断减少，远远达不到人们的需求。而且林业具有的生态、社会及经济3大效益优势使人们不得忽视此种问题。因此，本文提出在林业中应用和正在发展的生物技术，在当今世界现代生物技术已被世界各国视为一种高新技术。进入21世纪后，生物技术与信息技术成为领先技术，有人因此把21世纪称为“生命科学的世纪”。生物技术既是现实生产力，也是具有巨大经济效益的潜在生产力。因此，了解并学好生物技术不仅是必要的，而且必须追随其时展变化。
1 现代生物技术在林业中的应用
现代生物技术，亦称生物工程。它是在分子生物学基础上，建立创建新的生物类型或新生物机能，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学、系统生物学等学科为支撑，结合化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。现代生物技术按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和生物机能，换句话说，可以改造现有的生物类型和生物机能，包括改造人类自身，从而造福于人类。现代生物技术生物工程，是人类在建立实用生物技术中从必然王国走向自由王国、从等待大自然的恩赐转向主动向大自然索取的质的飞跃，在林业应用中具有广阔的领域。
1.1 营养繁殖技术
全国造林绿化工作的大力开展增加了我国林业对苗木数量的需求，因此培育出造林成活率高、幼树初期生长快的优质苗木具有迫切需求性。营养繁殖苗能够保持其母株的优良遗传，获取最大遗传增益，可以提前开花结实，缩短培育周期，它可以广泛应用于林业育苗的生产实践。营养繁殖作为植物繁殖方式的一种，不通过有性途径，而是利用营养器官如叶、茎、花等繁殖后代。植物体的一部分在脱离植物体后，仍然能够存活并且长成一株维持其母本原有性状的植物，如落地生根、马铃薯的块茎、竹子的根状茎等。此外，还存在着人工营养繁殖，如压条、扦插、嫁接、组培等。在生产实践中，无法用种子繁殖的植物，或者用种子很难繁殖的植物，都可以通过营养繁殖实现。体细胞胚胎发生、组培快繁和工厂化生产、生物反应器大规模培养及离体筛选技术是营养繁殖的主要方式：
1.1.1 体细胞胚胎发生
体细胞胚胎发生可以看作克隆繁殖，它已经有效的促进了多种具有经济价值树种的大规模繁殖，植物人工种子与基因工程、脱病技术等相结合方面，具有广阔前景。
1.1.2 组培快繁和工厂化生产
组培快繁和工厂化生产是目前在林业中应用最广泛、最成熟的现代生物技术。其繁殖方式主要有器官发生与腋芽增殖。我国林木的组培快繁研究已走出实验室，如华南华北地区林木组培苗工厂，可做出了年产杨树150万株的绩效。
1.1.3 生物反应器大规模培养
生物反应器大规模培养则是把体细胞胚在生物反应器的液体培养，这样可以实现快速且大规模的生产体细胞胚，大大满足造林要求。这种技术已用于田间试验[1]。
1.1.4 离体筛选技术
离体筛选技术则是指在繁殖早期进行特定性状筛选，这样在克隆衍生时，能稳定遗传优质基因。离体筛选技术在林业中的可以起到筛选遗传改良植株的作用，大大提高了树木的质量。
1.2 基因工程
在林业生物技术中，营养繁殖基本上是利用现有的遗传资源，加以快速繁殖利用。而基因工程则是基于这些技术发展起来的各种将外源基因导入林木细胞的遗传转化技术，为林木创造出新的遗传变异和育种资源。基因工程打破了物种之间的界限屏障，可以根据人们的意愿和目的去改造生物遗传特性，从而创造出地球上尚不存在的新生命物种。这种前卫的技术因直接作用在遗传物质核酸上，所以创造新生物类型的速度大大加快，对人类自身的进化过程也不可避免的产生影响。此外，基因工程使林木育种真正深入到生物技术育种的层面，它是21世纪林业产业中名副其实的中坚力量。基因工程在林业上的应用主要有抗病基因工程、抗虫基因工程以及木材品质改良基因工程。抗病基因工程根据树木感染病毒、细菌及真菌的不同采取相应的策略。抗林木病毒性病害的基因还没有得到成熟的研究克隆，而抗真菌性和细菌性的基因研究得到一定进展。它主要采取解毒活性基因和T4溶菌酶基因等方法。抗虫基因工程则是表达产生的毒素能引起部分昆虫的神经中毒及其他生理作用，致使害虫死亡。中国科学院、中国林科院等单位，先后研究了转抗虫基因的黑杨、毛白杨及美洲黑杨等无性系树种，并进入田间试验。结果显示，杨树转基因无性系可以产生明显的抗虫效果，对解决杨树人工林的大面积虫害具有重要意义[2]。木材品质改良基因工程主要通过对控制木材纹理、木材比重及木质素合成的基因进行分离克隆。经常利用不同物种已定性的基因，使其在新的遗传背景产生新性状[3]。
2 现代生物技术对林业产生的影响
现代生物技术始于21世纪70年代，目前已成为高技术群体中一道亮丽的风景。它为解决人类面临的食品、健康、能源、环境等问题开辟了新途径，其在生产上大规模的应用，带来了巨大的经济效益、环境效益和社会效益。在林木的大量繁殖、品种改良、实现林木集约化培育等方面，发挥了举足轻重的作用。生物技术与人们生活密不可分，它提高了生活质量，为人类创造了福音。如全面提高了林业建设质量，拓展了林业产业的广度和深度；对林区林上下动植物等多种资源综合利用，提高了林业自然资源利用率；为林业增长方式由粗放向集约的转变，提供了新手段，提高了林地生产力，同时增强了作物抗虫害、抗病毒的能力；打破了物种界限，不断培植新物种，越来越多的有利于人类健康的食品源源不断的被生产出来。此技术应用潜力广泛，影响发展深远。
3 结语
林业发达是国家富足、民族繁荣的重要标志，我国在促进林业持续发展上仍然任重道远。这就要求必须在科学认识基础上，要吸收当代生物技术的新成果，从而迎接世纪新挑战。
参考文献
[1] Clive James.2011年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J].中国生物工程杂志，2012（01）：23-25.
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