农业生物技术以农业生物为主要研究对象，以农业应用为目的，是生物技术重要的组成部分。现代农业生物技术是仅次于医药生物技术，发展最迅速，效益显著的领域。



1．基因组研究方兴未艾



2005年，基因组成果不断涌现。最重要的基因组研究成果之一就是日本、美国、中国等多国科学家绘制完成的“水稻基因组序列全图”，其覆盖率和精确度均远远高于此前发表的草图。这是目前在高等生物中最精确、最完整的测序工作之一。 该研究发表在8月１１日出版的英国《自然》杂志上。



美国科学家在12月８日出版的《自然》杂志上公布斗拳狗的完全基因组图谱，将该图谱与２００３年绘制的一只狮子狗７５％的基因组图谱相结合，将有助于理解一些特定基因的演化。中国科学院北京基因组研究所和丹麦Pig Breeding and Production（DCPBP）联合公布了猪基因组序列，这些公布的序列信息包括欧洲和中国的5个不同的家猪品种基因组的384万个片段。 印度海得拉巴细胞分子生物学研究中心(CCMB)的水牛基因组成功地完成了DNA标记, 这些标记将有助于绘制水牛基因图谱。 美国科学家在《自然》杂志上公布了常见的稻瘟病菌的基因组草图，这是科学家首次完成植物病原体的基因测序。另外， 包括英国国防部科学家在内的一个国际科研小组，已经破译出了世界上最具传染性的细菌之一——弗朗西斯菌的完整DNA序列，该细菌曾经被用于生物武器。



基因组计划广泛开展。美国国家人体基因组研究所（NHGRI）大规模基因测序网络计划对12种包括小猴、鳐鱼、南美锥虫病菌、加州海参、豌豆蚜虫、黄蜂、泥土变形虫和3种真菌在内的生物体进行基因测序以帮助人体基因组的深入研究。美国国家健康学会的分支――国家人类基因研究学会将投资550万美元进行猫的基因图谱的绘制与研究。 澳大利亚、新西兰、英国和美国的研究人员将合作共同绘制绵羊基因组图谱。 美国华盛顿大学的科研小组将牵头开展破译玉米基因图谱的科研工程，他们将对玉米品种“B73”进行基因图谱的绘制。德州农业实验站和能源部联合基因组研究所将开始一项用于保护作物的抗病真菌的基因组测序。 美国Woods Hole海洋研究所海洋生物实验室的研究专家，马萨诸塞州相关部门正在合作实施领导国际的鱿鱼基因组确认工程。由通威股份有限公司牵头，中国科学院水生物研究所、广州中山大学、北京大学、四川大学、美国奥本大学等国内外水产、基因研究领域顶级专家共同联手打造的“草鱼基因组计划”项目正式转入实施阶段。由“杂交水稻之父”袁隆平院士领衔与该公司及长沙市科技风险投资公司三方合作开展的破解杂交水稻基因功能密码工程正式启动。



2. 动物克隆技术



英国克隆羊“多利”的诞生是生物技术领域一个具有划时代意义的重大突破，引起了世人对克隆技术的极大关注，全球掀起了一场克隆浪潮。克隆技术研究对于加快优良家畜品种的繁育，濒危动物和家畜遗传多样性的保存具有重大意义；同时也为人类异种器官移植研究以及疾病模型研制提供理想的材料。



韩国国立首尔大学兽医学院黄禹锡和李柄千教授课题组成功克隆出阿富汗猎犬，这是世界上第一例成功的克隆狗。由于狗是目前科学界公认的最难克隆的动物，克隆狗“snuppy”让生物学家们震惊不已。此次研究结果被刊登在世界权威科学杂志《自然》上，同时被美国《科学家》杂志评选为年度影响生物科学最为深远的五大事件之首。



2005年，大型哺乳动物的克隆成果不断涌现。澳大利亚科学家采用“连续细胞核转移”技术克隆出一头名为“布兰迪”的奶牛，这是科学家首次采用这种技术克隆出奶牛。内蒙古大学的专家与澳大利亚国际克隆公司共同合作的体细胞克隆牛在呼和浩特市和林格尔大正美联胚胎移植基地降生，此项技术的应用和推广将对自治区乃至全国的奶牛业和畜牧业产生深远的影响。世界首例成年体细胞克隆水牛在广西大学“８６３计划”良种牛南方繁殖中心诞生，这是世界首例成活的体细胞克隆水牛。



由美国和法国科学家组成的研究小组在美国得克萨斯农工大学成功克隆出一匹名为巴黎·得克萨斯的小马驹，这是北美地区第一匹成功克隆出的马驹。意大利克雷莫纳市繁殖技术研究中心克隆马科研小组成功培育出世界上仅有的第二匹克隆马——“皮埃拉斯二世”，这也同时是第一匹通过不育动物制造出的“自体克隆马”。该中心的科学家还于今年一次性克隆出14只小猪仔，这是该中心首次一次性克隆出如此多的哺乳类动物。经过中国农业大学李宁教授领导的课题组一年多的科技攻关，我国第一头体细胞克隆猪在河北省三河成功诞生，这是我国独立自主完成的首例体细胞克隆猪，填补了我国在这一领域的空白。 阿拉伯联合酋长国骆驼研究中心成功进行了世界首例试管骆驼。



另外，由我国长江学者邓宏魁教授和丁明孝教授率领的科研小组利用核移植技术和四倍体胚胎聚合技术在国内率先克隆了小鼠，填补了我国在小动物克隆方面的一项空白，目前这一技术处于国际先进水平。虽然国内在大动物克隆方面获得很多突破，克隆牛、羊和猪相继降生，但是在小动物克隆，特别是人类疾病研究的重要模式动物小鼠上，一直没有突破。这一成功标志着我国在动物克隆技术上又向前迈进了一大步。



3．转基因植物



植物转基因技术是指通过一定的方法将从动物、植物或微生物中分离到的目的基因转移到植物的基因组中，使之表达并稳定遗传，从而赋予植物新性状的技术。目前植物转基因技术主要主要用于：抗性基因工程，主要包括抗虫基因工程、抗病基因工程、抗除草剂基因工程以及抗逆（盐碱、寒、冻、旱）基因工程；植物品质改良基因工程，主要包括植物蛋白品质改良、碳水化合物（如淀粉、糖等）品质改良、脂肪、维生素品质改良以及后熟品质改良等。从植物转基因技术的诞生到本世纪初，植物转基因技术在不到二十年时间内取得了巨大发展，并创造了巨大经济效益。



根据国际农业生物技术获取与应用协会（ISAAA）的统计，2004年全球转基因玉米、大豆、棉花和其它作物播种面积达到了2亿英亩，比2003年的1.67亿英亩增长了20%。至今全世界已有100多个转基因作物批准上市，其产品多达5000－6000种，大面积推广商业化种植的作物有26个，其中种植列前四位的是大豆、玉米、棉花和油菜。2004年转基因作物种植面积超过5万公顷的国家有14个。这些国家是美国、阿根廷、加拿大、巴西、中国、巴拉圭、印度、南非、乌拉圭、澳大利亚、罗马尼亚、墨西哥、西班牙和菲律宾。１９９６年转基因作物种植首次商品化，当年全球转基因作物实现市场额１．１５亿美元，此后市场额逐年增加，２００４年增至４６．６亿美元，占全球作物商品市场额３２５亿美元的１５％。 估计2005年将超过５０亿美元。 到２０１５年，全球在转基因谷物、油菜籽、水果和蔬菜上将获得潜在利益２１００亿美元。全球转基因大豆种植面积已超过非转基因大豆。 2004年全球17个国家的825万棉农种植了转基因棉，其中90%的棉农来自发展中国家。美国的转基因棉面积占全球的59%，其次是阿根廷（20%）、加拿大（6%）和巴西（6%）。另外，澳大利亚的转基因棉面积也达到75万亩。



2005年，转基因植物大批涌现。白俄罗斯国家科学院的科学家们率先培育出了能自动杀死害虫的马铃薯。菲律宾政府目前正在培育一种富含维生素A的大米品种，这种大米同时不受微生物、害虫和寄生虫的影响。日本九州冲绳农业研究中心成功开发出了一部分麦穗呈粉红色的观赏性水稻“西海观246号”。北海道农业研究所成功开发出在低温下可以制作大量花粉并结出稻粒的抗寒转基因水稻。日本京都大学研究小组培育出能刺激头发生长和预防因化疗引起的脱发的转基因大豆新品种。日本研究学家将一个菠菜基因移植到了猪的身体当中，这也是人类首次将一个植物的基因成功移植到一个大型动物体内。由于可以产生一种脂肪转换酶，这种新型猪的猪肉比传统类型的猪肉要更富营养。南京林业大学与北京林业大学等单位合作通过转基因技术获得了抗病虫、抗旱耐盐和速生优质的转基因杨树、桉树、鹅掌楸、相思树、四倍体刺槐株等多个新树种，这标志着我国树木转基因技术取得了新的突破。 由山东省林业科学研究院承担的“饲用型耐盐抗旱转基因四倍体刺槐、苜蓿新品种选育及产业化开发”项目，日前通过了国家林业局组织的安全性评估，国家林业局林业生物基因工程安全委员会已批准对四倍体刺槐和苜蓿培育进行大田试验，这标志着我国耐盐碱四倍体刺槐和苜蓿培育成功。 北京农林科学院在国际上首次培育出抗芜菁花叶病毒转基因白菜，目前这种转基因白菜已部分在控制范围内应用于白菜育种。一种含有苋属植物基因的富含蛋白质的马铃薯将在印度进行商业试种。这种马铃薯的蛋白质含量比通常的蛋白质含量高35%。研究人员培育出一种全新的转基因拟南芥，这种拟南芥可释放出一些能吸引益虫的复杂挥发性物质，通过把害虫的天敌吸引过来而杀灭虫害 ，这一结果发表在美国《科学》期刊上。



4．生物反应器



生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源蛋白的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术。自从1987年美国科学家Gordon等人首次利用小鼠乳腺生产出人类医用蛋白质—tPA之后，生物反应器立即就引起了科学界和企业界的巨大关注。他们相信生物反应器技术将在本世纪初形成低投入、高产出的巨大生物产业，是生物技术中最充满活力和前景最为灿烂的高技术之一。



2005年，生物反应器研究硕果累累，主要以动物乳腺、禽蛋和植物为主。韩国忠南大学等机构的研究人员培育出一种能够产生用作抗癌辅助治疗剂的蛋白质克隆猪。这种克隆猪在发育成熟后，其分泌的奶水中将包含名为“粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子”（ＧＭ－ＣＳＦ）的蛋白质。 美国康涅狄格大学著名华裔生物学家杨向中与中国台湾的科研部门合作，育成世界首例带有人类第九凝血因子及猪乳铁蛋白的双基因转移克隆猪， 这项研究成果可望用于治疗血友病。韩国科学家将治疗脑血栓的遗传基因（TPA）注入猪的受精卵中，成功培育出了4头通过乳汁和尿可排出脑血栓治疗物质的猪。湖北省农科院培育出3头带有人基因的转基因猪，该猪体内人血清白蛋白含量每升高达20.3克，并能从其体内提取用于临床的人血清白蛋白。 山东科龙畜牧产业有限公司与中国农业大学合作的两头转有人乳铁蛋白基因的牛犊降生，这种转基因牛所产牛奶含有人奶的成分。由青岛森淼公司与中科院遗传与发育生物学研究所等科研院所联合的“崂山奶山羊乳腺生物反应器研制”课题，正式通过了国内专家组的鉴定。克隆羊的羊奶中含有可提取干扰素的药用蛋白，可以抑制肿瘤（癌症）细胞和病毒生长，可用于研制治疗肝炎病毒等的特效药。美国奥利基因（Origen）治疗公司首次用鸡蛋生产出全功能人单克隆抗体，这种抗体有比传统方法生产抗体大10至100倍的杀灭癌细胞能力，这一突破有望大幅度提高单克隆抗体药物的生产效率，降低成本，该项研究成果发表在9月期《自然生物技术》杂志上。英美两国的科研人员最近运用基因工程研制成功一种新型母鸡，在这种母鸡所产的蛋里含有大量的抗癌物质，可以用来治疗恶性黑色素瘤， 这是首次在鸡蛋白中有选择性的制造出了一种具备潜在治疗作用的蛋白质。



伦敦盖士医院的科学家采用遗传工程的方法，通过改变烟草的基因，从中提取出能消灭使牙齿腐烂的细菌的疫苗。日本农业生物资源研究所开发出含有“护心辅酶ＣｏＱ10”的水稻，这是在世界上首次不通过化学方法合成该物质。日本科学家研制出一种帮助缓解花粉热的症状的转基因大米。瑞士和德国研究人员已联合研制成功能防治儿童失明的转基因大米，这种大米富含贝塔胡萝卜素，有助于人体合成维生素A，该项成果被认为是该领域的一项重大突破。莫斯科医学科学院与其他3家研究所联合研制出用转基因土豆培育抗B型肝炎疫苗的方法。美国费城托马斯·杰斐逊大学的女科学家希拉里·科珀罗斯基领导的研究小组最近培育出含抗SARS病毒的转基因西红柿，这使SARS病毒研究前进了一大步， 该项研究结果发表在《美国科学院院报》上。墨西哥科研人员通过培植转基因植物，研制出一些新型口服疫苗。这些疫苗将来有望用来预防胃病、乙肝、霍乱和疟疾等疾病，并可能对预防癌症也有一定的效果。
(责任编辑：泉水)