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农业生物技术环境工程

研究农业生物技术领域中(包括各种遗传操作、生物反应、生物培养与驯化、生物产品流通与贮藏、种质资源保存与复原等)环境条件的监测、调节和控制的技术。

研究农业生物技术领域中(包括各种遗传操作、生物反应、生物培养与驯化、生物产品流通与贮藏、种质资源保存与复原等)环境条件的监测、调节和控制的技术。它应用环境科学和有关工程学的技术、方法和原理,探索被遗传操作培养的生物体系与环境条件的相互作用及其间物质、能量交换反应的定量关系,寻求科学地调节控制上述环境的有效途径,为促进遗传操作的生物体系以最高的效率进行物质的生物转化,提供科学依据和工程技术手段。

生物技术是20世纪60年代发展起来的。是将工程知识应用于生物学领域,对生物系统加以调控的一门新学科。它利用遗传操作技术,使生物或生物体系(微生物、动植物细胞及其某些组成部分)的机能,按照一定的目标要求,进行物质的生物转化的技术体系。通过人为控制的方法,改变生物的遗传性状,定向地创造出生物新品种或新物种,使生物更有效地为人类服务。70年代以来,生物技术的应用范围迅速扩展,由于基因重组技术可以使细菌大量生产激素和疫苗,医药界首先投入力量,发展了干扰素、胰岛素等药品生产。此后,利用酶反应节能生产工程的化学、食品加工等行业,以及致力于快速育种繁殖的农业、畜牧业,先后都给予极大的关注。农业上应用生物技术培育和快速繁殖优质、抗逆、高产的动植物新品种,生产单克隆抗体、畜禽用疫苗和生长激素、高效无毒的生物新农药以及提高植物固氮能力等。

农业生物技术领域涉及面非常广泛,所需要的基本条件和操作技术千差万别,但对环境工程有着共同的要求。起初,生物技术人员对所需的环境条件进行研究,设计消毒接种箱等简易设备进行无菌操作,对培养液、培养基的组成成分、浓度、pH值与激素含量等环境条件的影响进行研究,用冰箱对离体培养的植物胚、生长点、细胞等进行种质长期保存试验等。随着工作的深入和科学进步,农业生物环境工程技术人员不断介入,在无菌操作环境方面,设计了能控制温度、气流等要素的超净工作台,进而研制了更大规模的、各种环境要素控制性能更高、操作更便利的超净工作室。对于培养环境,研制普及了各种生物反应装置和培养箱、培养室,并开始注重培养容器内的光照、温度、湿度、气体成分及流速等物理环境要素的研究,力图创造稳定、优化的培养环境。80年代中期,日本千叶大学园艺环境工程研究室,率先进行了植物组织培养容器内各种环境条件监测调控的研究。中国北京林业大学研制了隔离培养基与空气的灭菌剂及相应的培养容器,改密闭式容器培养为开放暴露式培养。以无菌空气为动力的气动式细胞反应器,比过去的搅拌桶式反应器能更好地向培养的植物细胞供给氧气、CO2和养分,明显地提高了产量。对于生物产品如组培苗、人工种子、家畜胚胎等的长途运输的流通贮存环境,以及各种种质资源如植物花粉、基尖和营养器官、动物精子和胚胎等的长期保存技术、超低温冷冻-解冻技术,各种环境条件的影响,以及胚胎库、种质库、精子库的环境调控等,都展开了广泛的研究。农业环境工程与生物工程的密切合作,将对生物工程向实用化发展作出贡献。