生物技术专业知识讲座.doc

生物技术专业知识讲座
期末综合论文
2011311828
刘文林
学院为我们开设的生物技术专业知识讲座课程已经结束，不同的老师都介绍了各自领域的最新研究进展、发展趋势等问题，为今后本科毕业的我们有很好的指导意义。对于毕业后选择考研的我来说，选择生物能源及病毒学深造方向。因此，课程讲述过程中，对生物质能源和植物病理的专题讲座较为留心。下面就对我在课堂所学，做一个梳理。
生物质能源
生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。20世纪70年代以来，面对常规矿物能源的日益枯竭和环境的逐渐恶化，世界许多国家将目光逐渐转移到了具备可再生、环保、可转化等优点的生物质能源上。改革开放以后，中国也逐步迈上了发展生物质能源的轨道。进入21世纪，谁能把握住生物质能源开发利用的先机，谁将在未来的国际竞争中立于不败之地。因此，应该提高对发展生物质能源重要性的认识，为顺利开展生物质能源的开发利用创造有利环境。
生物质是一种通过大气，水，大地以及阳光有机协作产生的可持续性资源。生物质如果没有通过能源或物质方式被利用，将被微生物分解成水，二氧化碳以及热能散发掉。
生物质能是以生物质为载体的能量，即通过植物光合作用把太阳能以化学能形式在生物质中存储的一种能量形式。碳水化合物是光能储藏库，生物质是光能循环转化的载体，生物质能是惟一可再生的碳源，它可以被转化成许多固态、液态和气态燃料或其它形式的能源，称为生物质能源。煤炭、石油和天然气等传统能源也均是生物质在地质作用影响下转化而成的。所以说，生物质是能源之源。
改革开放以来，中国经济迅猛发展，虽然经济增长方式正在由粗放型向集约型转变，但对于矿物能源的需求量仍与日俱增，然而中国的常规能源储备和开发利用潜力却不容乐观，每年尚需要从国外大量进口石油，潜在的能源危机将逐步威胁中国经济的快速发展。同时，中国的环境压力也在不断加大。环境友好型经济已被纳入国家的发展战略，生态型、循环型能源的开发利用也已被提上重要的发展议程。
随着能源危机的逐步扩大，各国对本国常规能源资源的保护和对国外能源市场的争夺将日益升级，极不利于世界的和平与稳定。固然，发展生物质能源不是获得新能源的唯一途径，人类可以发展核能源，甚至可以通过高技术手段从外太空获得能源，但后两者蕴藏着巨大的风险。相比之下，生物质能源则是能生产出其它能源的最安全、最稳定的能源中国在生物质能源发展方面也作出了积极部署。据推算，利用中国现有生物质资源的一半，以生物质为原料生产燃料乙醇、生物柴油、生物基塑料各达年产1200万吨生产能力计，可以大大减轻中国外交、援助、贷款的压力，降低遭讹诈、受制于人的危险，减少资金投入和政治外交代价付出。从这些意义上说，发展生物质能源无疑是保障国家能源安全、国防安全和经济安全的大战略。
在我国，政府及有关部门对生物质能源的利用极为重视，中央几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用，国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目。在此背景下，涌现出了一大批优秀的科研成果和成功的应用范例，如户用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等，取得了较好的社会效益和经济效益。同时，中国已组建起了一支高水平的科研队伍，拥有一批致力于生物质能源技术研究与开发的著名专家学者，具备一定的产业和技术基础。
我国生物质资源开发利用潜力大，现有森林、草原和耕地面积414亿公顷，理论上年产生物质资源可达650亿吨以上。以平均热值为15 000kJ/kg计算，折合理论资源量为33亿标准煤，相当于中国目前年总能耗的3倍以上。目前实际可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。
国家对于能源的需求也要求生物质能源产业加快发展。以生物液体燃料乙醇和生物柴油为例：2005年，中国共生产燃料乙醇81万吨，在未来几年中国对石油进口依赖度加深、国际石油价格进入高价时代等大背景下，国内燃料乙醇产能扩大已经成为不可阻挡的趋势，加上国家的财政补贴，燃料乙醇的利润空间也在逐渐上升。预计未来10年内，全球燃料乙醇年消费量将达到160亿～180亿加仑，中国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万吨。同时，中国生物柴油的发展潜力也相当大。麻疯树、黄连木等油料植物可满足500万t/a生物柴油装置的原料需求，废弃动植物油回收每年可生产约200万吨生物柴油。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，中国生物柴油需求量将达2000万吨。
生物质能源作为一种能够进行物质生产的可再生能源正日益受到世界各国的青睐和重视，发展生物质能源对于缓解能源危机、保护国家安全等都有着极其重要的意义。中国化石能源资源有限，但幅员辽阔，生物质资源丰富，且具备较好的技术基础和发展条件，进行生物质能源的开发利用有着得天独厚的优势。同时，中国生物质能源产业、技术的发展同美国、欧盟等发达国家尚有一定的差距。
因此，在未来我们去发展生物质能源，在本科后继续深造的时候，要认清形势，奋起直追，力争在最短的时间内达到世界先进水平，形成稳固的生物质能源产业，为保障中国的国家安全、经济安全蓄积能源，为建设社会主义新农村、构建社会主义和谐社会发挥热量。

番茄植物病理
番茄斑萎病毒病的病原是番茄斑萎病毒 (Tomato spotted wilt virus),简称TSWV，属病毒。番茄斑萎病毒病以前主要发生在热带，近些年温带也有发生，在我国成都、渡口已有发病记载。这种病近两三年来发展很快，逐渐蔓延。
番茄斑萎病毒 (Tomato spotted wilt virus),简称TSWV，属病毒。病毒粒体扁球状，直径80～96纳米，易变形，具包膜，存在于内质网和核膜腔里，有的具尾状挤出物，质粒含20％类脂，7％碳水化合物，5％RNA。致死温度40～46℃，10分钟；稀释限点100～1000倍，体外存活期3～4小时。可系统侵染番茄、辣椒、烟草、心叶烟、百日草、豌豆、马铃薯、莴苣等茄科、菊科、豆科作物和许多观赏植物。
生物特性：粒体近似于等轴对称，直径约70-90nm，基因组为RNA，外面有明显的界膜，膜内物质结构不清楚。膜的外层似乎由5nm厚的一层均匀的刺状突起组成，染色时，它比膜本身更为致密。粒体含有大约20%类脂，7%碳水化合物，5%的RNA。
它的症状变化大,整株系统性侵染。苗期染病，幼叶变为铜色上卷，后形成许多小黑斑，叶背面沿脉呈紫色，有的生长点死掉，茎端形成褐色坏死条斑，病株仅半边生长或完全矮化或落叶呈萎蔫状，发病早的不结果。坐果后染病，果实上出现褪绿环斑，绿果略凸起，轮纹不明显，青果上产生褐色坏死斑，呈瘤状突起，果实易脱落。发病初期的病果，可以看到清晰的圆纹，这是典型症状。成熟果实染病轮纹明显，红黄或红白相间，褪绿斑在全色期明显，严重的全果僵缩，脐部症状与脐腐病相似，但该病果实表皮变褐坏死别于脐腐病。
其寄主范围很广，涉及双子叶、单子叶植物34科271种，其中100多种是菊科、茄科和豆科植物。重要寄主包括番茄、辣椒、莴苣、花生、烟草和紫菀属、银莲花属、仙客来属、大丽花属等很多观赏植物。
一些重要的经济作物和观赏植物受害后症状如下：番茄被害植物矮小，叶子呈青铜色、卷曲、出现坏死条纹和斑点，叶柄、茎和茎尖也产生深褐色条纹。番茄成熟时果皮上出现暗红色或黄色环斑。危害严重时植株死亡。辣椒植株矮化、黄化，叶片上出现褪绿线纹或花叶并伴有坏死斑，茎上也有坏死条纹并可蔓延到枝端。成熟果实黄化，伴有同心环或坏死条纹。番茄一侧叶片先出现褪绿并产生褐色斑块，接着中央叶片出现褪色，最后这一侧植株停止生长。菊花不同品种症状差异较大，典型症状为茎上出现黑色条纹和萎蔫，有些品种则产生黄色或褐色叶斑，或叶片变为栋叶状。花生典型症状表现为叶坏死、叶片褪绿、萎缩和植株死亡。花畸形，花瓣杂色。症状变化很大，主要是由于混合分离株复合感染所致。

这种病毒的传染途径主要通过烟蓟马（Thrips tabaci），Frankliniella schultzei, F. occidentalis和F.fusca等自然传播。若虫能获毒，成虫不能获毒，但只有成虫才能传播。因此介体在若虫阶段由病株上取食而到成虫阶段才能传播。介体获毒后22-30天后侵染力最强，但是有的介体终生保毒，它们不能把病毒传给后代。 随寄主植物（盆景或种植材料）进行国际间传播。种子可带毒，据报道，千里光属（Cineraria）植物和番茄带毒率达86%，但Crowley（1957）仅发现1%是感染的，病毒明显带在外种皮上，而不在胚里。汁液可接种，种子也能传染，此外烟蓟马、豆蓟马、蓟马、烟草褐蓟马及苜蓿蓟马等均可进行持久性传毒。蓟马只能在幼虫期获得病毒。传毒需要在体内繁殖，葱蓟马经5～10天变为成虫后才能传毒，烟蓟马最短获毒期为15～30分钟，豆蓟马需30分钟，时间长传毒效率升高，蓟马一旦带毒，传毒达20天以上，具终生传毒能力。病毒接种多在番茄叶表细胞浅表皮吸食时获取，一般经4天潜育即发病。只在番茄、瓜叶菊等外种皮带毒，不进入胚。高温、干旱有利于发病和传播。田间管理差，分苗、定苗、整枝等农事操作中病健株互相摩擦碰撞，易引起发病；田间杂草丛生，发病重。

了解了它的致病感染机理，也不难找出其防治办法：
第一：选用抗病品种。目前尚未育出抗TSWV的专用品种，但可试用抗TMV的品种。
第二：采取大中棚育苗，培育健壮秧苗。适当早播，使其在成龄阶段进入高温季节，病害轻。
第三：与非茄科作物轮作3年以上。适时浇水，中耕培土促根系发育，增强抗病力。田间作业注意洗手，减少人为传播。
第四：番茄苗期和定植后要注意防治传毒媒介昆虫蓟马、蚜虫和白粉虱，尤其是高温干旱年份要注意及时喷药治蚜。由于蓟马获毒后需经一定时间才传毒，因此使用杀虫剂治虫防病有效，喷药时最好喷到茎基部把生活在根际部的蛹杀灭效果更好。蓟马增多，隔7-10天左右1次药,喷2-3次,消灭媒介昆虫。