我國農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展的成就與展望
中國要在21世紀中葉實現(xiàn)三步走的戰(zhàn)略目標，為中華民族的偉大復興奠定*的物質和文化基礎，必須抓住新的科技革命的歷史機遇，走超常規(guī)的道路，才能實現(xiàn)經(jīng)濟與社會的跨越式發(fā)展。農(nóng)業(yè)生物技術必將在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設社會主義新農(nóng)村、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等重大問題上發(fā)揮*的與支撐作用。
1的歷史機遇
1.1基因組學帶來深刻的科學革命
人類、擬南芥和水稻等基因組測序與工作圖譜的完成，在自然科學**次將物質結構、功能及其相互作用轉換為數(shù)字信息，產(chǎn)生了全新的學科生物信息學，提高了生命科學的研究效率，加速了其他物種物理圖譜、精細全圖、轉錄圖和測序工作的進程，刺激了其他相關學科如計算機科學、材料科學等的發(fā)展，功能基因組學、生物信息學、基因芯片、蛋白質組學和代謝組學等前沿新學科的發(fā)展，使人類對生命的本質、生物進化與起源、生物的基因設計、人類的食物營養(yǎng)、壽命與健康控制等的認識進入一個新的時代。
1.2基因組學帶來技術革命
隨著功能基因組學、生物信息學、基因芯片、蛋白質組學和代謝組學等的深入發(fā)展，基因組學革命以起爆的方式，正在帶來一系列新的技術革命，產(chǎn)生一系列新的技術領域、技術平臺、技術、知識產(chǎn)權、技術工藝、技術標準、生物量剛和新興產(chǎn)業(yè)。
1.3基因組學帶來研究方法和組織方式的革命
基因組學的工業(yè)化、信息化、系統(tǒng)化、智能化、網(wǎng)絡化、集約化和一體化等新的研究方法和組織方式，以及技術路線上大科學、大平臺、大規(guī)模、率、高通量、長效性、大產(chǎn)業(yè)等鮮明的特點，正在帶來生命科學傳統(tǒng)研究方法、技術路線、組織方式的革命，并且演變成為研究、開發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展一體化的生物經(jīng)濟發(fā)展新模式。
1.4基因組學帶來新的產(chǎn)業(yè)革命和深遠的社會革命
一個基因創(chuàng)造一個產(chǎn)業(yè)，由基因革命誕生的生物經(jīng)濟正在與信息經(jīng)濟一樣成為21世紀社會發(fā)展的主導力量之一。生物技術的應用不僅在農(nóng)業(yè)領域，例如針對抗逆、抗病、抗旱、抗鹽堿、抗寒、抗蟲害、、高產(chǎn)等問題對農(nóng)作物進行遺傳設計和定向改良，并且在食物與營養(yǎng)、醫(yī)療與保健、信息與能源、環(huán)保與新材料開發(fā)等方面，產(chǎn)生巨大的潛在的商業(yè)利益和機會，帶來難以估量的經(jīng)濟效益和社會效益，產(chǎn)生新的生產(chǎn)方式、生活方式和新的倫理、觀念與文化，進而發(fā)生影響深遠的人類社會革命。
1.5 基因組學參與構筑國家未來核心競爭力
以基因組學為標志的生物科學與技術，體現(xiàn)了基礎性、戰(zhàn)略性、前瞻性、全局性和國家重大需求等特征，具有多、快、好、省地占領和發(fā)展高技術產(chǎn)業(yè)制高點等優(yōu)勢，除了能夠解決前述農(nóng)業(yè)與農(nóng)村、食物與營養(yǎng)、醫(yī)療與保健、信息與能源、環(huán)保與新材料以及可持續(xù)發(fā)展等問題外，還將成為國家經(jīng)濟發(fā)展的核心驅動力和競爭力的決定性因素之一，其應用和派生的系列衍生技術也將成為未來貿(mào)易、市場準人、外交與政治較量的*和。因此，“建立以生物基因為核心的知識產(chǎn)權財富”，早已成為各國政府的共識與決策，各國政府都不約而同地把農(nóng)業(yè)生物技術列為首要的優(yōu)先發(fā)展領域。
1.6基因組學帶來跨越發(fā)展的機遇
我國發(fā)展農(nóng)業(yè)生物技術及其產(chǎn)業(yè)具有獨到的生物資源優(yōu)勢（例如水稻遠緣雜交的可交配基因、糯質基因等均在世界上是*的）。我們基本具備或可以順利從國外買到生物技術研究所需的研究設備。生物技術是一門大科學，需要各國大合作，上各類生物信息數(shù)據(jù)庫對我們免費開放。我國科學家已經(jīng)參與完成了人類、水稻、家豬、家蠶和多種微生物的基因組測序，建設了平臺、積累了經(jīng)驗、培養(yǎng)了人才和隊伍、得到社會廣泛認可。農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展現(xiàn)在剛剛進入關鍵性、實質性快速發(fā)展階段，我們與發(fā)達國家基本站在同一起跑線上，并在若干領域已經(jīng)形成特色和優(yōu)勢。
1.7農(nóng)業(yè)生物技術是具有戰(zhàn)略發(fā)展意義的領域
經(jīng)濟化的今天，我們面I臨著世界產(chǎn)業(yè)寡頭利用新技術革命的成果和生物經(jīng)濟的歷史機遇，重新瓜分和占領市場的“新寡頭時代”。在這場決定民族命運和國家前途的、百年一遇的戰(zhàn)略大搏弈中，農(nóng)業(yè)生物技術是目前zui有希望趕上和超過西方的發(fā)展領域與戰(zhàn)略方向之一。
21世紀給中華民族有兩條選擇：要么錯過新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇——意味中國在未來的世界經(jīng)濟中走向非主流、邊緣或大國家小經(jīng)濟；要么抓住百年一遇的歷史機會，以的膽識、理念、戰(zhàn)略和部署，傾舉國之力在戰(zhàn)略的農(nóng)業(yè)生物技術領域打造民族和國家的未來，實現(xiàn)民族的偉大復興。
2我國農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展的若干成就
改革開放以來，在黨和政府的大力支持下，我國農(nóng)業(yè)生物技術研究與產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，建成了一批*、部門級的重點開放實驗室，形成了一支學科齊全的農(nóng)業(yè)生物技術研究隊伍，獲得了一批有重要理論價值和市場前景的研究成果，研究水平在發(fā)展中國家處于地位，某些優(yōu)勢領域已經(jīng)能夠與發(fā)達國家同步發(fā)展、自主創(chuàng)新。
2.1 重要農(nóng)藝性狀基因的克隆與基因功能研究
2002年12月，我國科學家繪制完成水稻基因組“精細圖”，“精細圖”的覆蓋率達97％，其中97％的基因定位在染色體上，其中覆蓋基因組94％的染色體定位序列的單堿基準確率為99.99％，還預測出約6萬個水稻基因，制備出全基因組基因芯片，為大規(guī)模分離抗病、高產(chǎn)、的相關基因奠定了基礎。近5年來，我國建成了包括水稻、小麥等主要作物的遺傳資源收集和研究中心，收集鑒定和創(chuàng)造了一大批具有特殊抗性的遺傳資源，建立了主要農(nóng)作物病害和逆境抗性的篩選與鑒定體系；*了水稻、小麥、棉花等農(nóng)桿菌介導的遺傳轉化體系和T-DNA插入突變技術體系，建立容量超過20萬份的水稻突變體庫；發(fā)現(xiàn)重要農(nóng)藝性狀新基因或數(shù)量性狀位點（QTL）657個，分離了一系列具有自主知識產(chǎn)權的高抗草甘膦基因、特殊抗病殺蟲基因和抗旱、耐鹽或低溫脅迫的轉錄調(diào)控因子，克隆了稻谷分蘗控制基因（MOCl）、抗白葉枯病優(yōu)異新基因 Xa23、水稻抗稻瘟病基因、抗鹽相關的SKCl基因、控制矮化的基因、小麥抗白粉病基因、棉花纖維品質相關基因、抗黃萎病相關新基因等一批重要功能基因；明確了纖維細胞發(fā)育調(diào)控基因與棉花體內(nèi)乙烯代謝的關系，發(fā)現(xiàn)棉花抗黃萎病相關基因與黃酮代謝的一個新支路，闡明了BoroⅡ型水稻細胞質雄性不育和育性恢復的分子機理，以及對稱植物花瓣形成控制機理等。
2.2生物技術育種
近年來，在分子標記、轉基因、細胞工程等現(xiàn)代育種技術領域，相繼創(chuàng)制出一批水稻、小麥、棉花、玉米、大豆、油菜、甘藍和辣椒等作物育種新材料，構建了新型抗逆、抗病蟲害或抗草甘膦轉基因水稻、油菜、玉米、小麥和棉花株系等，取得了超級稻、小麥、高產(chǎn)玉米、轉基因抗蟲棉、高油大豆、雙低油菜、轉基因楊樹、北京黑豬、中國荷斯坦牛、中國美利奴羊、小型蛋雞、新吉富羅非魚、中國對蝦黃海一號等一批新成果。
2.2.1 分子標記輔助聚合育種研究 高產(chǎn)、、抗逆與抗病性的分子標記聚合育種已經(jīng)成為快速創(chuàng)造植物新種質的主要手段。構建了水稻、玉米、小麥的高密度分子標記連鎖圖譜，定位了大量與抗病、抗蟲、抗逆、產(chǎn)量、品質有關的基因或 QTL，先后開展了針對抗病、、耐旱性的分子標記輔助育種研究。應用分子標記輔助選擇技術成功地將Xa21轉入大面積推廣應用的優(yōu)良雜交稻恢復系明恢63和密陽46中，獲得了具有白葉枯病抗性的水稻品種，培育出*個通過審定的雜交稻協(xié)優(yōu)218；使用抗玉米矮花葉病基因與耐旱性及其他抗病性基因聚合培育出有利用價值的玉米自交系，建立了適于玉米自交系選育的分子標記輔助選育體系；將小麥抗黃矮病基因Bdv2的 SSR標記和RAPD標記轉化為SCAR標記并應用于小麥抗黃矮病育種，利用小麥SSR標記定位了2個新的抗白粉病基因Pr030和Pr031，分別在小麥抗病、抗逆基因的分子標記研究和標記輔助選擇方面取得了明顯進展；先后構建了3張大豆標記連鎖圖譜，涉及的性狀包括農(nóng)藝性狀、抗病性（花葉病毒病、胞囊線蟲?。?、抗逆性（耐鹽性、抗旱性）和品質性狀（蛋白質、脂肪含量）等。
2.2.2 轉基因植物育種研究 在國家相關計劃項目資助下，我國轉基因技術發(fā)展迅速，建立了多種主要農(nóng)作物的遺傳轉化技術，應用這些轉化技術已獲得具有不同性狀的轉基因植物180種，涉及的基因種類超過200種，改良的性狀包括抗蟲性、抗病性、抗除草劑、品質和耐儲性等，進人田問環(huán)境釋放的轉基因植物有水稻、玉米、棉花、大豆、煙草、馬鈴薯、番茄、甜椒和楊樹等22種，獲準商業(yè)化生產(chǎn)的植物種類有棉花、番茄、甜椒和矮牽牛等6種，植物轉基因技術進入規(guī)?；瘧秒A段，轉基因抗蟲棉已進人商品化生產(chǎn)階段，已審定的抗蟲、高產(chǎn)、的抗蟲棉品種60多個，累計推廣面積已超過666.7萬hm2。僅“十五”期問國家轉基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項就產(chǎn)生通過品種審定或獲得品種保護權的轉基因植物新品種（系）35個，其中轉基因大豆新品種2個，轉基因玉米自交系23個、優(yōu)良雜交組合8個，轉基因雜交水稻組合2個。
2.2.3分子育種研究與育種體系 在作物分子育種理論和方法研究方面，建立了大規(guī)模發(fā)掘功能基因標記和克隆基因的理論方法及技術體系，開發(fā)出數(shù)干個主要農(nóng)作物功能型分子標記，向國內(nèi)外開放利用；形成了標記檢測與回交轉育相結合的分子標記選擇和基因定向選擇方法，建立了轉基因技術體系；完成了DNA與蛋白質數(shù)據(jù)庫構建系統(tǒng)，研制出表型和基因型互作模型與預測軟件，建立了品種的定性和定量分子設汁方法；集成分子標記育種、轉基因育種、分子設計育種的理論和技術，形成了作物分子育種理論和方法體系，成功選育出含目標基因的水稻、小麥和乇米等主要農(nóng)作物新品種。
在作物育種技術體系研究方面，構建了超級稻高產(chǎn)理論與新品種選育技術體系、轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種新體系、油菜小孢子培養(yǎng)技術體系、甘藍顯性雄性不育系等以分子育種和雜種優(yōu)勢利用為核心的主要農(nóng)作物育種技術體系，培育出水稻協(xié)優(yōu)9308、棉花中棉所41、sGKz8、油菜中雙9號、中甘系列甘藍等一批高產(chǎn)、、抗逆的超級新品種和特色、新品種。在上，成功創(chuàng)建高產(chǎn)量、高純度、率、低成本的轉抗蟲基因三系雜交棉及育種新體系，該技術推廣應用后增產(chǎn)超過25％，每年新增的皮棉相當于目前66.7萬hm2棉田的總產(chǎn)量，等于再造一個長江流域棉區(qū)。建立了的矮敗小麥輪回選擇育種技術平臺，大大提高了育種效率，被“綠色革命之父”布勞格譽為“小麥育種的革命”。繼成功選育出*的超級稻組合協(xié)優(yōu)9308之后，相繼培育出國稻l號、國稻6號、協(xié)優(yōu)107等創(chuàng)造世界水稻高產(chǎn)紀錄的高產(chǎn)超級稻新品種，超過*制定的超級稻第二階段800kg/667㎡。的產(chǎn)量目標，正在向單產(chǎn)超900kg/667m2。的第三期目標奮進。選育出以“六高、兩優(yōu)、多用”油菜新品種中雙9號為代表的一批雙低油菜新品種，綜合性狀突出，品質、產(chǎn)量和抗性均達到*水平。利用植物細胞工程和染色體工程技術育成了小偃6號小麥、京花1號小麥、中花號水稻等一批重要品種。近5年來，在高產(chǎn)、、抗病、抗逆作物新品種選育方面，共培育并成功推廣種植水稻、小麥、玉米、大豆、棉花和油菜等作物新品種650個，創(chuàng)造了1 200多份具有優(yōu)良特性的遺傳新材料，累計推廣面積超過1.17億hm2，增產(chǎn)糧食600多億kg，直接經(jīng)濟效益731.5億元，培育高科技種業(yè)15家，創(chuàng)造了巨大的社會與經(jīng)濟效益，為保障我國糧食安全、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收做出了顯著貢獻。
2.3動物克隆及轉基因動物技術
集成活體采卵、體外受精、胚胎克隆、胚胎性控等技術，實現(xiàn)良種家畜胚胎的工程化生產(chǎn)，降低良種胚胎生產(chǎn)成本，加快良種繁育速度；集成轉基因技術和胚胎工程技術，進行轉基因抗病育種、提高生產(chǎn)性能的育種；集成動物轉基因和胚胎工程技術，研制奶畜乳腺生物反應器，進行保健蛋白、藥用蛋白、疫苗以及其他特殊蛋白的生產(chǎn)，提高家畜奶產(chǎn)品的生產(chǎn)價值，是畜禽快繁、分子育種的方向和途徑。我國從20世紀80年代中期開始進行胚胎分割研究，1990年開始胚胎細胞核移植技術，先后用胚胎細胞克隆牛、羊、豬、兔等動物獲得成功，成功地獲得了轉基因魚、小鼠、豬、牛、羊等動物，獲得體細胞克隆山羊、牛和牛羊乳腺生物反應器，在動物克隆和轉基因動物方面已具有一定的基礎，某些單項胚胎生物工程技術已在畜牧業(yè)生產(chǎn)上應用，位居*水平。
2.4動植物生物反應器研究
動植物生物反應器是繼細菌發(fā)酵、細胞培養(yǎng)
之后新一代的基因工程技術，利用轉基因技術在動植物組織或體液中（主要為乳腺）生產(chǎn)藥用保健蛋白和生物材料等。我國建立了用煙草、番茄、生菜等轉基因植物生產(chǎn)疫苗和醫(yī)用蛋白的表達系統(tǒng)，特別是建立了用油體表達體系在油菜種子中生產(chǎn)*的技術平臺和體系，在轉基因油菜種子油體中高水平表達具有生物學功能的*蛋白，融合蛋白的表達量占種子總蛋白的6.47％，具有較高的生物學活性（約1700 IU· mg-1），動物試驗表明，其具有降低血鈣、抑制破骨細胞形成的生物學功能；利用玉米生物反應器研發(fā)出第二代植酸酶生產(chǎn)系統(tǒng)，開發(fā)了新型乳糖酶及其生產(chǎn)途徑。在動物生物反應器技術方面，成功攻克了轉基因動物制備、重組蛋白表達等動物生物反應器上游關鍵技術難題，成功獲得了乳腺中能表達人血清白蛋白的轉基因牛和乳腺中能表達*的轉基因羊。
2.5生物農(nóng)藥
在微生物農(nóng)藥研究領域，我國科學家獨立鑒定和克隆的新型Bt基因數(shù)目已超過30個，約占同期命名Bt基因總數(shù)的1/3。Bt菌劑 WG-001是我國*個通過安全性審定獲準商品化生產(chǎn)的基因工程微生物殺蟲劑，工程菌“熒光93”是我國利用生物技術對細菌進行遺傳改良的zui早的實踐。經(jīng)過多年堅持自主原始創(chuàng)新，已相繼開發(fā)出了200多種具有自主知識產(chǎn)權和中國特色的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，如木霉制劑、Bt、綠僵菌、白僵菌、阿維菌素、井崗霉素、中生菌素等，部分產(chǎn)品和技術已經(jīng)通過合作等方式輸出到市場。近年來，運用基因控制技術、分子標記技術發(fā)掘新的生物農(nóng)藥制劑或產(chǎn)品，應用現(xiàn)代細胞工程和*發(fā)酵技術提高單位產(chǎn)品的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，在棉鈴蟲病毒原藥、Harpin蛋白研究、聚半乳糖醛酸酶水劑、白僵菌可濕性粉劑、粘帚霉可濕性粉劑、除多種惡性雜草的生物除草劑等新型生物農(nóng)藥技術與工藝研制上取得創(chuàng)新，生物源農(nóng)藥的活性成分已達到200多種，登記注冊的產(chǎn)品已超過1000個，其中生物化學農(nóng)藥124種、微生物生物農(nóng)藥68種、植物源生物農(nóng)藥10種，總產(chǎn)值約65億元。
2.6生物飼料
我國是*二大飼料生產(chǎn)國，近年來利用生物技術等手段，成功構建了穩(wěn)定表達植酸酶外源基因的畢赤酵母工程菌及其表達系統(tǒng)，已應用于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；研制出木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶等飼用酶制劑生產(chǎn)工程菌，在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，為飼料用生物制品的研制和生產(chǎn)指明了方向。運用基因控制與表達、基因操作、定向發(fā)酵、自動控制等技術，在提高飼料報酬率的新型飼料添加劑篩選、取代抗生素的新型安全添加劑研究，以及改良畜禽品質和風味的天然植物添加劑研究等方面也取得了新的進展。
2.7生物肥料
我國是生物肥料開發(fā)利用較早的國家之一，通過多年的研究積累，已開發(fā)出5406、根瘤菌、解磷、溶磷、解鉀、促生磷細菌等一批生物肥料產(chǎn)品，現(xiàn)有10余株轉基因固氮微生物處于安全性評價和田問示范階段。有生物肥料企業(yè)500余家，登記的生物肥料產(chǎn)品526個，年產(chǎn)量450萬t、應用面積666.7萬hm2、產(chǎn)值80億元，在生產(chǎn)中發(fā)揮了較大作用。
2.8重組工程疫苗
運用基因操作的相關技術，已研制出了偽狂犬病毒基因缺失疫苗、馬傳染性貧血驢白細胞弱毒疫苗、抗H5或H9亞型禽流感重組雞痘病毒疫苗、多肽疫苗和重組偽狂犬病毒基因工程疫苗等，部分產(chǎn)品已達到世界水平。成功地構建了偽狂犬病毒TK基因缺失的雞傳染性喉氣管炎病毒、含馬立克氏病毒gB基因的重組禽痘病毒、表達傳染性氣管炎病毒gB基因和傳染性法氏囊病毒VP2基因的重組禽痘病毒，制備成雙價大腸桿菌疫苗。哈爾濱獸醫(yī)研究所研制的H5N2疫苗在撲滅我國2004年暴發(fā)的高致病性禽流感中發(fā)揮了關鍵作用。自主研發(fā)出新型H5N1基因重組禽流感滅活工程疫苗，成功解決了水禽缺乏有效防治禽流感疫苗這一世界性難題，是目前*大規(guī)模應用的人類/動物流感病毒反向遺傳操作基因工程疫苗，極大地提高了我國禽流感的預防控制能力和地位舊。近年來，我國在二價或多價基因工程疫苗、分子標記疫苗、核酸疫苗、朊蛋白疫苗的研制以及負鏈RNA病毒反向基因操作技術應用等方面發(fā)展迅速，目前，我國生產(chǎn)的獸用生物制品品種已達200多個，年總產(chǎn)值逾50億元。
2.9轉基因安全性評價技術研究
在轉基因植物環(huán)境安全性評價與檢測監(jiān)測技術體系方面，完成了轉基因大豆、玉米和水稻環(huán)境安全性評價的行業(yè)標準，建立了適應我國國情的轉基因植物安全性評價的技術體系；評價了國外轉基因大豆、玉米和油菜對我國環(huán)境的潛在影響；系統(tǒng)監(jiān)測研究了轉基因抗蟲棉大規(guī)模商業(yè)化種植對靶標生物、非靶標生物、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)群落結構和生物多樣性的影響，制定了轉基因抗蟲棉環(huán)境風險的管理策略，為轉基因作物的安全性管理和轉基因抗蟲棉的持續(xù)利用提供了技術支撐；形成了獨立自主與水平進行平等對話和交流的技術能力與平臺。
3我國農(nóng)業(yè)生物技術發(fā)展的優(yōu)先領域與方向
運用社會主義制度能夠集中力量辦大事的優(yōu)勢，按照“系統(tǒng)設計、自主創(chuàng)新、重點突破、產(chǎn)業(yè)推動”的方針，集中資源，依托優(yōu)勢單位，重點突破，優(yōu)先支持一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎性、關鍵性的研究項目，搶占一批農(nóng)業(yè)生物技術的前沿戰(zhàn)略制高點，構筑一批具有自主知識產(chǎn)權和的技術平臺；重點發(fā)展一批市場潛力大、科技含量高、產(chǎn)品附加值大的重大技術和產(chǎn)品，加速其產(chǎn)業(yè)化進程；集成*技術和管理經(jīng)驗，發(fā)揮我國資源和技術優(yōu)勢，形成一批我國自有的農(nóng)業(yè)生物技術、產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)，鍛造國家農(nóng)業(yè)生物技術的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)體系；力爭通過10～15年的努力，使農(nóng)業(yè)生物技術的創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平躍居世界前列。
3.1重要農(nóng)作物、微生物病原菌、畜禽功能基因組學研究
通過結構基因組學（主要指研究基因組的結構和組織，包括物理圖譜、遺傳連鎖圖譜和基因組的全序列分析等）與功能基因組學（主要包括大規(guī)模的基因分離、基因的表達特性和功能分析等）的研究，闡明主要農(nóng)作物、畜禽、病原微生物的基因組結構和功能，以及涉及重要性狀的基因的表達和調(diào)控機制。
利用理化誘變和插入突變等技術建立主要農(nóng)作物的突變體庫，為大規(guī)模分離與產(chǎn)量、品質、抗性有關的功能基因奠定基礎。利用DNA芯片技術和差別顯示等方法，大規(guī)模分離水稻、玉米等主要農(nóng)作物與產(chǎn)量、品質和抗性相關的基因。構建不同組織器官、不同發(fā)育階段的基因表達譜，結合遺傳突變體的分析和測序及同源性比較，研究有關基因的結構、生物學功能和作用機制。
利用現(xiàn)有模式植物中一些重要基因的已知序列，在農(nóng)作物中分離其同源序列；同時，充分利用現(xiàn)有國內(nèi)植物分子生物學的研究基礎，進行同源基因的功能分析與比較，以增加對形成農(nóng)作物產(chǎn)量、品質和抗性相關基因認識的系統(tǒng)性與完整性。
利用植物突變體庫大規(guī)模分離和鑒定功能基因。利用擬南芥、水稻、小麥、玉米和大豆等基因組全序列信息，快速建立以水稻為代表的單子葉植物、以擬南芥為代表的雙子葉植物的突變體庫，大規(guī)模鑒定基因功能，搶占植物基因研究制高點。利用植物基因的同源性，迅速獲得其他作物的同源基因，建立我國自己的農(nóng)作物基因的生物信息數(shù)據(jù)庫。
3.2植物生物技術育種與產(chǎn)業(yè)化
3.2.1 植物基因工程育種包括水稻、玉米、小麥、大豆、棉花、煙草、果樹、蔬菜、蠶桑、茶葉、麻類、林木、牧草和花卉等主要農(nóng)林作物轉基因體系的*和轉基因新方法的研究，轉基因作物新品種的培育和安全性評價及產(chǎn)業(yè)化。
3.2.2 分子標記輔助育種技術在水稻、小麥、玉米、大豆、油菜和棉花等主要作物上，通過利用與目標性狀緊密連鎖的DNA分子標記對目標性狀進行間接選擇，以期在育種早期就能夠對目標基因的轉移進行準確、穩(wěn)定的選擇，克服隱性基因再度利用時識別的困難，加速育種進程，提高育種效率；利用分子標記多基因聚合育種，選育抗病、抗蟲、、高產(chǎn)等綜合性狀優(yōu)良的新品種。
3.2.3 細胞與染色體工程育種在小麥等多倍體作物上通過細胞與染色體水平的遺傳操作，將異源屬種的優(yōu)良性狀基因導入受體植株，經(jīng)系統(tǒng)選擇培育優(yōu)良新品種。
3.2.4 植物生物反應器 利用轉基因技術將目的基因轉移到植物細胞中，進行表達，生產(chǎn)具有重要價值的基因工程藥物或次生代謝物等。3．3動物生物技術與產(chǎn)業(yè)化
3.3.1 動物基因診斷技術建立起品種問雜交的資源群體或商業(yè)品種問雜交的資源群體，記錄和測定所有資源群體中全部個體的生產(chǎn)性狀和質量性狀；進行大規(guī)模半自動或全自動基因型分析，遺傳定位分析并對標記座位的遺傳效應進行檢驗，設計與生產(chǎn)全自動優(yōu)良基因型PCR診斷試劑盒；在動物常規(guī)育種中的應用及推廣DNA標記輔助選擇（MAS）。
3.3.2 乳腺生物反應器 動物乳腺生物反應器模式動物的研究，評估其轉基因結構的表達特異性和表達性及目標基因的遺傳穩(wěn)定性，以及這些目標基因表達“泄漏”后對動物機體本身的危害；確定轉基因表達的“非整合位點依賴性”和表達效率以及“轉基因拷貝數(shù)依賴性”。
3.3.3 動物基因工程疫苗 重點針對狂犬病毒、牛傳染性鼻氣管炎病毒和豬生殖呼吸障礙綜合癥病毒等進行疫苗及其相應鑒別診斷技術的研究，抗豬瘟和偽狂犬病基因工程雙價疫苗的研制與產(chǎn)業(yè)化等。
3.3.4家畜克隆育種技術研究與產(chǎn)業(yè)化 動物核移植研究的重點應放在利用培養(yǎng)的胚胎細胞核作為核供體，通過家畜無性繁殖技術，建立*的供體核休眠程序，提高核融合的效率，包括牛、羊胚胎和傳代胚細胞克隆技術的*和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，牛、羊體細胞克隆技術及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，豬體細胞克隆技術及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。
3.3.5動物轉基因育種與產(chǎn)業(yè)化 奶品質的改良方面，利用基因敲除技術或其他分子生物學技術滅活牛乳球蛋白基因的功能，為人類提供新的安全食品；生長和抗性性狀的改良方面，通過向動物基因組導人與生長或抗性相關的基因，使轉基因動物獲得更多的優(yōu)良基因；高附加值性狀的產(chǎn)生方面，通過轉基因技術將人奶蛋白基因導人?；蚪M中使乳牛生產(chǎn)高附加值的人奶；另外，還將推進轉基因動物新品種的示范推廣與產(chǎn)業(yè)化。
3.3.6動物基因工程激素技術 大規(guī)模生產(chǎn)動物“瘦蛋白”，用此種蛋白提高瘦肉率、飼料轉化效率；大規(guī)模生產(chǎn)動物肌肉生長抑制因子體外疫苗，使肌肉生長抑制因子的功能失活，從而大幅度改良瘦肉率性狀；生長激素釋放因素、生長激素及其他刺激生長的激素的生產(chǎn)，可以催化生長，提高產(chǎn)量；催乳素的生產(chǎn)和利用，可提高奶量和動物免疫力；另外，還包括繁殖激素的生產(chǎn)和利用，如：人*（FSH）、促黃體素（LH）催產(chǎn)素等。
3.4重組農(nóng)用生物制劑的研制與產(chǎn)業(yè)化
重點支持重組微生物農(nóng)藥、飼料、肥料、生長調(diào)節(jié)劑、環(huán)境修復制劑和食品微生物的研究和產(chǎn)業(yè)化。
3.4.1新型生物農(nóng)藥研制 包括微生物殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、生長調(diào)節(jié)劑和農(nóng)用抗生素等。應用*研制新型生物農(nóng)藥，提高其穩(wěn)定性、*性和持效性。
3.4.2新型生物肥料產(chǎn)品研制 利用植物根際微生物所具有的固氮、營養(yǎng)元素轉化以及合成植物生長調(diào)節(jié)劑等特性，采用生物技術構建固氮、耐銨泌銨的工程菌株，制成微生物肥料，部分替代化學肥料。因此，利用現(xiàn)代生物技術，特別是基因控制與表達技術、分子標記技術、生物發(fā)酵技術等，篩選和構建新型菌株、提高發(fā)酵效率、產(chǎn)品活性和使用效價，是今后技術發(fā)展的主要方向。3.4.3 新型生物飼料產(chǎn)品研制 運用基因工程、蛋白質工程、微生物發(fā)酵、生化工程等技術，研制對環(huán)境安全和多功能的畜禽飼料及飼料添加劑系列產(chǎn)品。
3.4.4 新型食品加工相關的生物制劑研究 應用微生物工程技術，研制開發(fā)功能性食品和食品添加劑。
3.4.5 農(nóng)業(yè)環(huán)境及農(nóng)田污染微生物修復技術應用基因工程的方法構建具有解毒能力和特殊分解能力的新型微生物菌株，用于分解農(nóng)作物秸稈，處理人畜糞便、殘留農(nóng)藥、生活和工業(yè)污水、廢液等工農(nóng)業(yè)污染物，進一步*農(nóng)田污染的綜合治理技術。
3.5海洋生物技術的研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)
3.5.1海洋生物資源基因庫的建立、評價和利用研究我國*物種基因的發(fā)現(xiàn)、篩選與利用，在海水養(yǎng)殖魚、蝦、貝、藻的基因工程育種方面深入研究外源基因整合作用的機制，組織特異性表達的機理和生態(tài)安全性養(yǎng)殖等問題。
3.5.2 海水養(yǎng)殖動物多倍體育種 突破對蝦、扇貝、鮑魚等重要海水養(yǎng)殖品種的四倍體誘導技術，提高誘導率和成活率，建立四倍體種系。
3.5.3 高產(chǎn)、經(jīng)濟海藻的良種培育 利用分子標記、組織培養(yǎng)、細胞工程、基因工程等技術在大型海藻養(yǎng)殖方面，培育優(yōu)良養(yǎng)殖系列新品種。
3.5.4 養(yǎng)殖病害的病原監(jiān)測與病理學研究 重點開展檢測技術、流行途徑及防治技術、重要病原體的體外培養(yǎng)及保存技術等研究。
3.5.5 提高養(yǎng)殖對象抗病能力的研究 開展海水養(yǎng)殖魚、蝦、貝類免疫激活劑和重要疾病的疫苗研制與產(chǎn)業(yè)化，有效藥物的篩選和緩釋型藥物的研究與產(chǎn)業(yè)化。
3.5.6 生物反應器及相關技術 利用藥用海洋生物反應器技術生產(chǎn)其他物種難于生產(chǎn)的生化藥物，發(fā)展相應的細胞大量培養(yǎng)和固定化技術，進行產(chǎn)物的分離、純化等生化工程技術研究與產(chǎn)業(yè)化。
3.6基因芯片與生物信息學技術研究
3.6.1 基因芯片 在基因組研究、疾病診斷、藥物檢測、動植物檢疫、環(huán)境監(jiān)測等方向研究建立生物信息學的信息處理平臺，開發(fā)我國自己的基因芯片技術與產(chǎn)品，用于農(nóng)業(yè)生物技術研究。
3.6.2生物信息學 建立具有我國農(nóng)業(yè)種質資源特色的國家農(nóng)業(yè)生物基因資源庫，DNA序列圖譜數(shù)據(jù)庫，DNA序列存儲、檢索、管理系統(tǒng)，以及分析基因序列、蛋白質序列、蛋白質結構和功能的專家智能分析系統(tǒng)等。
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