国外农业科技发展现状与趋势课件.ppt
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- 国外 农业科技 发展 现状 趋势 课件
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1、江苏省农业科学院科技情报研究所所长、研究员 戴起伟1 1、农业生物技术发展现状、农业生物技术发展现状 近年来,农业生物技术在世界范围内取得近年来,农业生物技术在世界范围内取得了飞速的发展,一批抗虫、抗病、耐除草剂和了飞速的发展,一批抗虫、抗病、耐除草剂和高产优质的农作物新品种不断培育成功。高产优质的农作物新品种不断培育成功。农业生物技术成果迅速产业化。克隆牛、农业生物技术成果迅速产业化。克隆牛、克隆羊、猪生长激素、牛生长激素、超级水稻、克隆羊、猪生长激素、牛生长激素、超级水稻、动植物生物反应器、生物肥料、动植物生物反应器、生物肥料、生物疫苗等生生物疫苗等生物技术产品不断涌现。物技术产品不断涌现
2、。农业生物技术农业生物技术 常规育种技术,主要是依靠育种家的经验,在田间对作物进行表型性状的选择和利用有限的种内杂交优势。生物技术的伟大之处在于,可以对生物的遗传信息进行实验室操作;可以在动物、植物、微生物,即所有物种间作基因转移和重组;可以作遗传改良的工程设计;可以注入和产出动植物原来没有的某些新的特性,将动植物育种推进到一个崭新的时期,这是生物科学和技术的一次伟大的革命。l增加产量l降低成本和农产品价格l改进营养 如美国已在如美国已在13000家企业从事生物技术的家企业从事生物技术的研究开发工作,抗虫棉花、特种玉米、大豆、研究开发工作,抗虫棉花、特种玉米、大豆、马铃薯、生物农药等产品已投入
3、生产使用。如马铃薯、生物农药等产品已投入生产使用。如把生物技术应用于牛奶的生产(给奶牛注入一把生物技术应用于牛奶的生产(给奶牛注入一定的激素)后,仅增加定的激素)后,仅增加6的饲料就能使高品的饲料就能使高品质的牛奶产量提高质的牛奶产量提高30。农作物基因工程产业化的步伐正在加快,农作物基因工程产业化的步伐正在加快,预计在本世纪初期将成为许多国家经济的重要预计在本世纪初期将成为许多国家经济的重要支柱产业之一,并将在解决目前人类所面临的支柱产业之一,并将在解决目前人类所面临的粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等粮食安全、环境恶化、资源匮乏、效益衰减等问题上发挥巨大作用。问题上发挥巨大作用。农业
4、生物技术不仅从根本上改变了传统农农业生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植作物的培育和种植,也为农业生产带来了新一,也为农业生产带来了新一轮的革命。轮的革命。应用转基因技术将有特殊经济价值的基应用转基因技术将有特殊经济价值的基因引入植物体内,从而获得高产、优质、抗因引入植物体内,从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因农作物新品种。病虫害的转基因农作物新品种。如生物技术研究人员将苏云金芽孢杆菌如生物技术研究人员将苏云金芽孢杆菌Bt毒素基因导入植物体内,获得了抗虫棉花、毒素基因导入植物体内,获得了抗虫棉花、玉米、马铃薯等农作物新品种,并已进入大玉米、马铃薯等农作物新品种,并已进入大田试验,
5、显示出良好的应用推广前景。田试验,显示出良好的应用推广前景。基因引入改良品种,不仅可以培育出抗基因引入改良品种,不仅可以培育出抗病虫害的新品种,还可以培育出经济价值较病虫害的新品种,还可以培育出经济价值较高的品种。高的品种。转基因植物育种的潜在商业价值十分巨转基因植物育种的潜在商业价值十分巨大,仅转基因小麦一项,估计世界年产值就大,仅转基因小麦一项,估计世界年产值就可达数十亿美元。可达数十亿美元。1999-2000 1999-2000年度,全世界转基因谷物播种面年度,全世界转基因谷物播种面积达到积达到44204420万公顷(万公顷(6.66.6亿亩),比上年度的亿亩),比上年度的3990399
6、0万公顷增加万公顷增加1111。目前,全世界进入田间试验的转基因植物目前,全世界进入田间试验的转基因植物已超过已超过500500多种,转基因植物研究开发取得了重多种,转基因植物研究开发取得了重大突破。大突破。亚洲转基因种类与分布全球转基因作物种类和面积(百万公顷)全球转基因作物种类和面积(百万公顷)生物技术研发投资 抗虫棉 延熟番茄 抗灾病甜椒 矮牵牛花 动物饲料添加剂 微生物杀虫剂我国转基因Bt抗虫棉的成功应用 全国近200个机构,10000多名高级研究人员从事生物技术的教育、研发活动;生物技术企业近500家,职工50000多人。国家棉农人数(百万)棉花面积(百万公顷)籽棉产量(公斤/公顷)
7、中国11.004.81103印度4.008.7350巴基斯坦1.503.1593西亚0.131.0东南亚0.250.5美国0.035.6790澳大利亚0.0010.41658全世界20.0033.5635地区美元(百万)亚洲811美国340非洲194澳大利亚57欧洲5全球1719 美国转基因作物播种面积最多,占全美国转基因作物播种面积最多,占全球作物播种面积的球作物播种面积的63;阿根廷次之,占;阿根廷次之,占23;加拿大和中国分别占;加拿大和中国分别占7和和1。在在1999-2000年度,阿根廷转基因大豆年度,阿根廷转基因大豆播种面积达播种面积达873万公顷,其产量占本国大豆万公顷,其产量占
8、本国大豆总产量的总产量的80-85。我国的农业基因工程研究于我国的农业基因工程研究于8080年代初期后开年代初期后开始启动。并于始启动。并于8080年代中期开始将生物技术列入国年代中期开始将生物技术列入国家高技术发展计划,即家高技术发展计划,即863863计划。计划。我国正在研究的转基因植物种类达我国正在研究的转基因植物种类达4747种,涉种,涉及各类基因及各类基因103103个。目前在我国有个。目前在我国有6 6种转基因植物种转基因植物被批准进行商品化生产。包括:转基因耐贮藏番被批准进行商品化生产。包括:转基因耐贮藏番茄,转查尔酮合成酶基因矮牵牛抗病毒甜椒、抗茄,转查尔酮合成酶基因矮牵牛抗病
9、毒甜椒、抗病毒番茄,抗虫棉花等。病毒番茄,抗虫棉花等。我国的两系法杂交水稻、亚种间杂交稻的选我国的两系法杂交水稻、亚种间杂交稻的选育取得突破,实现了籼型、粳型品种间和籼育取得突破,实现了籼型、粳型品种间和籼/粳亚粳亚种间杂交稻的类型配套,通过品种审定的新组合种间杂交稻的类型配套,通过品种审定的新组合2424个。在南方各省大面积推广,累计种植个。在南方各省大面积推广,累计种植53005300万万亩,增产稻谷亩,增产稻谷2525亿公斤以上,增加社会产值亿公斤以上,增加社会产值2525亿亿元以上;繁殖、制种的直接收益达元以上;繁殖、制种的直接收益达7.657.65亿元。亿元。随着技术工程化水平的提高
10、,优质高产的两系随着技术工程化水平的提高,优质高产的两系杂交稻生产进入快速发展阶段。杂交稻生产进入快速发展阶段。继美国之后,我国已成为世界上第二个研继美国之后,我国已成为世界上第二个研制成功抗虫棉、并拥有自主知识产权的国家。制成功抗虫棉、并拥有自主知识产权的国家。双价抗虫棉在国际上率先进入较大面积的示双价抗虫棉在国际上率先进入较大面积的示范试种;抗虫棉已在范试种;抗虫棉已在9 9省推广,共累计种植省推广,共累计种植550550万亩,产生的社会与经济效益达万亩,产生的社会与经济效益达7 77 7亿元。亿元。20012001年转基因抗虫棉的推广面积将扩大到年转基因抗虫棉的推广面积将扩大到10001
11、000万亩,使我国抗虫棉种植面积占棉花总面万亩,使我国抗虫棉种植面积占棉花总面积的积的1/61/6。针对小麦生产中的三大病害,采用生物技针对小麦生产中的三大病害,采用生物技术与常规育种技术相结合,建立有效的分子标术与常规育种技术相结合,建立有效的分子标记育种体系,现已育成并审定了记育种体系,现已育成并审定了7 7种抗黄矮病、种抗黄矮病、白粉病和赤霉病的抗病小麦新品种;已累计推白粉病和赤霉病的抗病小麦新品种;已累计推广种植抗病小麦广种植抗病小麦14481448万亩。万亩。我国还获得了抗稻瘟病转基因水稻以及转我国还获得了抗稻瘟病转基因水稻以及转有抗菌肽基因的马铃薯等转基因植株有抗菌肽基因的马铃薯等
12、转基因植株。2121世纪的农业生物技术的发展前景将非世纪的农业生物技术的发展前景将非常广阔。在全球范围内,常广阔。在全球范围内,19981998年转基因农年转基因农作物的销售额为作物的销售额为1212亿亿-15-15亿美元,亿美元,20002000年达年达到到3030亿美元,亿美元,20052005年将达到年将达到8080亿美元,亿美元,20102010年达到年达到280280亿美元。亿美元。2 2、新世纪农业生物技术的发展趋势、新世纪农业生物技术的发展趋势 产量性状的研究产量性状的研究从单基因转移向多从单基因转移向多基因研究利用发展基因研究利用发展 产量属数量性状,由多基因控制。目前,科学产
13、量属数量性状,由多基因控制。目前,科学家们正在通过分子标记等技术寻找与产量相关的家们正在通过分子标记等技术寻找与产量相关的QTLs,最终有可能通过育种程序将这些,最终有可能通过育种程序将这些QTLs集中集中起来加以利用,提高农作物产量。起来加以利用,提高农作物产量。科学家们也正在研究通过分子生物学技术对与科学家们也正在研究通过分子生物学技术对与产量相关的某些生化过程进行改造从而达到农作物产量相关的某些生化过程进行改造从而达到农作物增产的目的。增产的目的。抗性的研究抗性的研究从生物性抗逆研究转向非生物从生物性抗逆研究转向非生物性抗逆研究。性抗逆研究。农作物非生物逆境包括干旱、盐渍、冷冻、农作物非
14、生物逆境包括干旱、盐渍、冷冻、高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾、紫外线高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾、紫外线等。等。克隆与非生物逆境信号传导相关的基因转入克隆与非生物逆境信号传导相关的基因转入植物将可能使转基因植物获得对非生物逆境的植物将可能使转基因植物获得对非生物逆境的抗性抗性。目标性状的研究重点将从目前的目标性状的研究重点将从目前的“抗性抗性”向向“品质品质”转移。转移。品质改良内容包括:水果蔬菜的延熟保品质改良内容包括:水果蔬菜的延熟保鲜;有益于健康的植物油(如不饱和脂肪鲜;有益于健康的植物油(如不饱和脂肪酸);增加营养价值(如维生素);富含抗酸);增加营养价值(如维生素);富含抗癌蛋
15、白质的大豆;高营养的饲料(如高赖氨癌蛋白质的大豆;高营养的饲料(如高赖氨酸、表达植酸的玉米)等方面。酸、表达植酸的玉米)等方面。基因组的研究基因组的研究将由将由“结构基因组结构基因组”向向“功能基功能基因组因组”转变。转变。随着植物分子生物学研究内容的不断深入和随着植物分子生物学研究内容的不断深入和研究方法的不断更新,研究方法的不断更新,80年代末出现了一个新的年代末出现了一个新的研究领域研究领域基因组学(基因组学(Genomics)。基因组)。基因组研究被认为是研究被认为是20世纪最重大的科研计划之一。世纪最重大的科研计划之一。基因组学涉及的研究内容与生物技术直基因组学涉及的研究内容与生物技
16、术直接相关,对生物技术产业产生了巨大的推动接相关,对生物技术产业产生了巨大的推动作用,以作用,以“基因基因”为核心的生物技术产业已为核心的生物技术产业已形成并正在迅速发展。形成并正在迅速发展。现在,谁先破解了基因的功能,谁就拥现在,谁先破解了基因的功能,谁就拥有了该基因的知识产权,在基因大战中就会有了该基因的知识产权,在基因大战中就会处于主动地位,在市场上就会占据主导地位,处于主动地位,在市场上就会占据主导地位,从而获得更多的利润。从而获得更多的利润。结构基因组研究:研究基因组的结构和组织 功能基因组组研究:研究基因组结构和组织与植物功能在细胞、有机体和进化上的关系。基因组信息的开发利用:改良
17、作物,开发新型产品。植物抗土壤营养逆境基因工程进展加快植物抗土壤营养逆境基因工程进展加快 某些转基因农作物将在某些转基因农作物将在2121世纪初进入世纪初进入商品化生产。转谷氨酸脱氢酶基因玉米可商品化生产。转谷氨酸脱氢酶基因玉米可以大大提高对氮肥的利用率,其产量提高以大大提高对氮肥的利用率,其产量提高了了1010,植物根表氮肥残留物降低,植物根表氮肥残留物降低5050,这种转基因玉米将在未来的这种转基因玉米将在未来的3-43-4年内上市。年内上市。植物生物反应器植物生物反应器 将是未来基因工程发展的另一个重将是未来基因工程发展的另一个重要领域之一,要领域之一,利用植物生产口服疫苗、利用植物生产
18、口服疫苗、工业用酶、脂肪酸等已成为人们关注的工业用酶、脂肪酸等已成为人们关注的热点和工作重心。热点和工作重心。通过基因工程的方法可以用植物生产通过基因工程的方法可以用植物生产生物塑料的底物多羟基丁酸,从而最终生物塑料的底物多羟基丁酸,从而最终避免目前所谓的避免目前所谓的“白色污染白色污染”问题。问题。“要把推进国民经济和社会信息化放在优要把推进国民经济和社会信息化放在优先发展的地位先发展的地位”、“大力推进国民经济和社会大力推进国民经济和社会信息化,是覆盖现代化全局的战略举措。以信信息化,是覆盖现代化全局的战略举措。以信息化带动工业化,发挥后发优势,实现社会生息化带动工业化,发挥后发优势,实现
19、社会生产力的跨越式发展。产力的跨越式发展。”国民经济和社会发展第十个五年计划国民经济和社会发展第十个五年计划 人类文明历史表明,技术革命必然引发一人类文明历史表明,技术革命必然引发一场产业革命,而产业革命又将是促进新经济形场产业革命,而产业革命又将是促进新经济形态的形成和发展,进而成为社会进步的巨大推态的形成和发展,进而成为社会进步的巨大推动力。动力。目前人类正在进入一次以信息技术革命为先目前人类正在进入一次以信息技术革命为先导的新的产业革命。经济全球化的发展从根本导的新的产业革命。经济全球化的发展从根本上来说得益于当代信息技术的应用与普及。上来说得益于当代信息技术的应用与普及。人们越来越认识
20、到,谁先掌握了信人们越来越认识到,谁先掌握了信息技术的主动权,谁就将获得未来经济息技术的主动权,谁就将获得未来经济发展的优势。正因如此,发达国家正在发展的优势。正因如此,发达国家正在力图抢占当代信息科学技术的制高点,力图抢占当代信息科学技术的制高点,发展中国家也在制定本国的信息化战略,发展中国家也在制定本国的信息化战略,力图在若干重要领域占领信息科学技术力图在若干重要领域占领信息科学技术的前沿。的前沿。我国农业信息化水平明显落后于其他部门。我国农业信息化水平明显落后于其他部门。但是,没有农业信息化的高度发展,国民经济信但是,没有农业信息化的高度发展,国民经济信息化也不可能实现。息化也不可能实现
21、。农业信息技术的应用最主要的将会通过充分农业信息技术的应用最主要的将会通过充分合理利用农业资源,提高农业生产的科学决策水合理利用农业资源,提高农业生产的科学决策水平和管理水平,提高农业科技创新能力,大幅度平和管理水平,提高农业科技创新能力,大幅度提升农业劳动生产率,推动农业向可持续化方向提升农业劳动生产率,推动农业向可持续化方向不断发展。不断发展。农业资源、环境信息化。农业资源、环境信息化。土地、大气、水、农业生物品种等都是土地、大气、水、农业生物品种等都是农业的资源与环境,建立农业资源、环境信农业的资源与环境,建立农业资源、环境信息网络,可以正确、及时地了解农业资源和息网络,可以正确、及时地
22、了解农业资源和环境变化,及时正确地制定相应的政策与对环境变化,及时正确地制定相应的政策与对策策。农村社会、经济信息化。农村社会、经济信息化。农村的社会、经济状况直接关系到农农村的社会、经济状况直接关系到农业的发展,农业发展的目标就是要促进农业的发展,农业发展的目标就是要促进农村的富裕与进步。农业人口变化,教育、村的富裕与进步。农业人口变化,教育、科技普及程度、农民收入水平,农村道路、科技普及程度、农民收入水平,农村道路、能源、卫生情况等都是农村社会、经济信能源、卫生情况等都是农村社会、经济信息化的内容。息化的内容。农业生产信息化农业生产信息化 农作物品种与栽培技术,特别是每时每农作物品种与栽培
23、技术,特别是每时每刻都在变化着的天气与病害,形成了农业生刻都在变化着的天气与病害,形成了农业生产的不稳定性,农业生产常因对天气与病虫产的不稳定性,农业生产常因对天气与病虫的变化了解不及时,掌握不准确,或不能采的变化了解不及时,掌握不准确,或不能采取正确对策,而造成重大损失。取正确对策,而造成重大损失。农业科技信息化。农业科技信息化。当前,国外农业科技发展相当迅速,当前,国外农业科技发展相当迅速,但由于信息交流不畅,严重影响了科技但由于信息交流不畅,严重影响了科技的进步。因此必须借助计算机,建立农的进步。因此必须借助计算机,建立农业科技信息网络,加快科技成果的交流业科技信息网络,加快科技成果的交
24、流与推广应用。与推广应用。江苏省农业信息网江苏现代农业信息网 农业教育信息化。农业教育信息化。2121世纪的农业教育,将出现的一个世纪的农业教育,将出现的一个新的变化,就是农业教育的信息化。一大新的变化,就是农业教育的信息化。一大部分生活在农村的农民与农技员可以通过部分生活在农村的农民与农技员可以通过计算机、多媒体学习各种农业知识,以加计算机、多媒体学习各种农业知识,以加快农业科技的普及,提高农民科技和文化快农业科技的普及,提高农民科技和文化素质。素质。农业生产资料市场信息化。农业生产资料市场信息化。农业生产资料信息化,可以减少农业生产资料信息化,可以减少市场存在的种子、化肥、农药、农市场存在
25、的种子、化肥、农药、农业机械、农用薄膜等各种生产资料业机械、农用薄膜等各种生产资料的供需矛盾。的供需矛盾。农产品市场信息化。农产品市场信息化。农产品市场问题直接关系到农民的农产品市场问题直接关系到农民的收入和一个地区的经济发展。为了使各收入和一个地区的经济发展。为了使各地农产品销路畅通、供销协调,建立以地农产品销路畅通、供销协调,建立以计算机联网为基础的农产品市场信息网计算机联网为基础的农产品市场信息网络是一项关键性的措施。络是一项关键性的措施。农业管理信息化。农业管理信息化。农业管理信息化可使农业行政管农业管理信息化可使农业行政管理、农业生产管理、农业科技管理、理、农业生产管理、农业科技管理
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