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转基因抗虫作物:减少水稻虫害损失,保护人类健康与生态环境

2024-11-08 农业百科 170 作者:老二

水稻是全球超过20亿人的主食,其产量的重要性不言而喻。但虫害对水稻产量的影响不容忽视,这已成为农业的一大难题。虽然化学杀虫剂能减轻虫害,但同时也带来了环境污染和健康风险。因此,转基因抗虫技术引起了广泛关注。

水稻在全球粮食中的地位

水稻是至关重要的粮食作物之一。亚洲,尤其是中国和印度等国家,是全球水稻种植的主要区域。这些地方的人口众多,以水稻为主食。据数据显示,全球超过二十亿人将水稻作为主食,这凸显了水稻在保障粮食安全中的关键地位。在众多以水稻为主食的国家,水稻产量的稳定性直接影响到民众的生活以及社会的稳定。

在非洲和亚洲的一些贫困地区,水稻是人们获取热量与营养的关键。若水稻因虫害等原因减产,将直接引发饥荒和营养不良等严重问题。

虫害对水稻产量的严重影响

水稻种植中,虫害是导致减产的主要因素。在众多水稻种植区域,每年因虫害造成的损失相当严重。例如,三化螟和二化螟等钻蛀性害虫,会侵害水稻的茎杆。此外,它们的繁殖能力极强,一旦爆发,便能迅速在广阔的稻田中扩散。这些害虫通常在水稻生长期间出现,特别是在南方地区,夏季正是虫害的高发季节。

水稻一旦遭遇虫害,叶片就会遭受啃食,变得残缺不全。茎杆受损,营养传输受阻,进而影响结实率。这一切都会导致产量大幅下降。若种植者缺乏有效的防治手段,将有近半数的水稻产量被虫害所吞噬。

化学杀虫剂使用的利弊

长期以来,对付水稻上的虫害,化学杀虫剂成为了主要的防治方法。这种杀虫剂能够迅速且高效地消灭害虫,对确保水稻产量有着至关重要的作用。在众多大型农场中,化学杀虫剂的大规模应用,能在短时间内有效遏制虫害的蔓延。

但是,其缺点同样显著。在稻田及其周边的生态环境里,化学杀虫剂会残留,进而污染土壤和水源。比如,在许多靠近稻田的河流里,检测到了化学成分的高浓度。此外,长期接触化学杀虫剂的农民,他们的身体健康容易出问题,诸如神经系统疾病、皮肤疾病等发病率也随之上升。

转基因抗虫作物的发展历程

近年来,转基因抗虫作物发展迅猛。自1996年起,转基因作物便在全球范围内大规模种植。以转基因抗虫棉的成功种植和推广为例。转基因抗虫水稻也是研究的热点之一。通过基因工程技术,特定基因被导入水稻中。比如,引入了Bt基因的水稻,正是借鉴了Bt细菌在农业中作为生物杀虫剂60余年的杀虫经验。

转基因抗虫作物的发展范围正逐步扩大,最初主要在发达国家展开,现已逐渐扩展至发展中国家。众多国家均认识到,这项新技术在提升作物产量和降低环境污染方面具有巨大潜力。

本研究的转基因水稻成果

本研究采用了农杆菌介导法对水稻恢复系明恢63进行了基因工程操作。在这项操作中,cry2A*和cry9C*两个基因经过人工改造,均取得了成功,并在转基因水稻中实现了正常表达。这一成果使得植株展现出优异的抗虫性能。此外,研究还成功培育出了11个纯合转基因明恢家系,这些家系不仅分类清晰,而且各具特色。

家系选择极为严谨,必须满足多个条件:首先,需具备强大的抗虫能力;其次,农艺性状应保持稳定,无明显变化;再者,要实现单拷贝插入;最后,必须遵循孟德尔的遗传规律。这样的家系不仅可作为抗性育种的宝贵资源,还能推动双价Bt水稻的发展。

转基因家系的抗虫性能检测

室内生物检测数据揭示,Bt转基因水稻在抵抗三化螟和二化螟方面表现出极高的抗性。所有转基因水稻家系在5天内均能彻底消灭一龄三化螟幼虫,对一龄二化螟幼虫也能实现彻底或接近彻底的消灭。此外,研究还发现,二化螟幼虫对Bt水稻茎杆的取食表现出选择性。这一发现有助于我们更深入地了解害虫与转基因作物间的相互作用,为未来的研究与应用提供了关键依据。

了解了转基因水稻的相关情况,大家是否觉得它将成为未来水稻种植的主要趋势?期待大家踊跃留言、点赞和转发这篇文章。

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