转基因技术在能源植物育种中的应用_谭芙蓉
转基因技术在动植物育种中的应用
转基因技术在动植物育种中的应用随着现代科学技术的不断发展，转基因技术成为了动植物育种中的新宠儿。
通过对植物或动物的基因进行改良，让其拥有更好的生长特性、抗病能力、更高的产量等等，从而提高农业生产效益。
本文将探讨转基因技术在动植物育种中的应用。
一、转基因植物的应用转基因技术已被广泛应用于研究和生产中。
在植物育种中，利用转基因技术，可以将一些有益的基因导入到传统作物的基因组中。
这些有益的基因可以来自于其他植物，或者是来自于其他物种。
例如，在小麦的育种中，通过将耐旱、抗虫、抗病等基因导入到小麦中，可以大幅度提高小麦的产量和质量。
同样，在玉米和大豆的育种中，通过导入抗虫和抗草害基因，可以减少化学农药的使用，从而降低成本。
此外，转基因技术还可以使植物适应于不同的环境。
例如，在盐碱地种植玉米，需要导入盐碱逆境相关基因，以提高玉米在贫瘠环境下的生长能力。
此外，在荒漠化地区的沙漠植被修复中，通过将抗盐碱基因导入盐生植物中，可以提高植物的耐荒能力，使其能够在恶劣环境中生长。
二、转基因动物的应用除转基因植物外，转基因技术还被广泛应用于动物的生产中。
这种技术不仅可以提高动物的生长速度和产量，还可以改良动物的肉质、脂肪含量、抗病能力等方面。
例如，在猪的育种中，通过改良生长激素基因，可以让猪的生长速度更快、肉质更优，提高了猪肉的产量和利润。
在牛的育种中，通过改良生长抑素基因，可以让牛的背膘更加丰满，使牛肉更加美味。
此外，转基因技术还可以完善动物的免疫功能。
例如，在毛牛的育种中，通过导入牛源性细胞因子基因，可以增强毛牛的抗病能力，降低治疗成本。
三、转基因技术的争议虽然转基因技术在农业生产中有着广泛的应用，但也引来了不少的质疑和争议。
首先，很多人担心转基因产品会带来健康问题。
营养学家称，转基因食品会导致未知的健康风险，并可能导致过敏反应。
另外，转基因技术也会对环境产生影响。
从基因工程改造和农药消耗量减少等方面看，转基因技术可减少农业温室气体排放量和化学农药使用量。
转基因工程的应用
转基因工程的应用转基因工程是一种新兴的生物技术，经过多年的发展和实践，已经在农业、医疗、工业等方面得到广泛的应用。
本文将着重介绍转基因工程在农业、医疗、工业三个方面的应用，以期能够更全面地了解这种技术的意义和价值。
一、转基因在农业中的应用农业是转基因工程应用的最主要领域之一。
目前，转基因农作物已经广泛种植，主要包括玉米、大豆、棉花、油菜、马铃薯等多种作物，这些作物可以增加产量、抗病虫、改善品质等方面的特性。
1. 增加产量转基因技术可以增加农作物的产量，例如增加抗草甘膦的转基因玉米可以减少对除草剂的依赖，从而减少人工耕作的负担，提高生产效率。
通过改良作物的光合作用效率和叶片大小等特性，也可以提高农作物的生产力，增加产量。
2. 抗病虫通过转基因技术改良作物，使其具有抗病虫的特性，可以减少农民对农药的依赖，降低农药对环境和人体的危害。
利用转基因技术使作物具有抗菌素和细菌毒素等特性，可以防止农作物受到细菌、真菌和昆虫害虫等的侵袭。
3. 改善品质转基因技术还可以改善作物品质，例如改善农作物蛋白质、淀粉质和脂肪酸等成分的含量和质量，提高作物的营养价值和商业价值。
利用转基因技术还可以改善作物的耐贮藏性和保鲜性等特性，延长作物的储存和销售期限。
随着转基因技术的发展，越来越多的转基因药物和治疗方法被研究和开发出来，其中包括基因治疗、细胞治疗、癌症免疫治疗等多种治疗方式。
1. 基因治疗基因治疗是一种将人体的正常基因导入到患者体内，纠正或替代损坏的基因的治疗方法。
通过将基因修饰或替换，可以治疗多种遗传性疾病，如囊性纤维化、肌萎缩性侧索硬化症和血友病等。
2. 细胞治疗细胞治疗是一种利用体外培养的细胞，经过基因修饰后再注入到患者体内，改善、修复或替代受损的组织和器官的治疗方法。
通过细胞治疗，可以治疗多种疾病，如心血管疾病、神经系统疾病和免疫系统疾病等。
3. 癌症免疫治疗癌症免疫治疗是一种利用转基因技术，改造人体自身免疫系统，攻击和消灭癌细胞的治疗方法。
转基因技术在植物育种中的应用及展望
转基因技术在植物育种中的应用及展望转基因技术是近几十年来农业科技领域中的一个重要突破，也是当前全球农业发展的热门话题之一。
作为一种高新科技，转基因技术在植物育种中的应用已经被广泛探讨和研究。
本文将重点探讨转基因技术在植物育种中的应用及展望。
一、转基因技术在植物育种中的应用转基因技术是将一种外源基因引入到目标生物体的染色体中，从而实现遗传特性上的改变。
在植物育种中，利用转基因技术可以培育更加耐旱、耐病、抗虫等具备丰富经济价值的作物品种。
1. 提高作物抗病性和耐逆性通过转基因技术，科学家可以向植物中引入具有优良遗传特性的基因，这些基因能够提高植物的抗病性和耐逆性。
例如，利用转基因技术将含有Bt 基因的细胞注入到玉米种子内，可以使得玉米植株对玉米螟等昆虫的侵害产生免疫力。
此外，对于在干旱季节中受到水分限制的作物，通过引入基因可使其在缺水的情况下能够正常生长和生产。
这些技术的应用，将有助于提高全球粮食安全性和减少农业生产成本。
2. 改善植物的品质和口感利用转基因技术，可以大大改善作物品种的口感和品质。
例如，对西红柿进行基因转换，使其带有甜度增强基因可以使其味道更好。
此外，还可以改善作物的颜色、香味和形状等特性，使之符合消费者的口味需求。
3. 增加作物产量传统育种技术往往需要多年的时间才能培育出产量高、质量好的作物品种。
利用转基因技术，可以将优良遗传特性的基因移植到目标品种中，从而实现高产的效果。
例如，在转基因大米的育种中，科学家们将既性不一致基因转入到水稻种子中，从而让这种大米有着比普通大米更高出20%的产量。
这项技术被广泛应用在全球的大米种植当中，也为世界的粮食安全做出了更大的贡献。
二、转基因技术在植物育种中的展望随着转基因技术的不断发展，在植物育种中的应用也将逐步扩大和深化。
转基因技术具有高效率、高精准度和快速实现等优势，将成为改善重要作物品种和解决粮食安全问题的重要工具。
1. 应用范围将更加广泛未来，转基因技术将被广泛应用在各类植物的育种当中，包括注重营养价值的蔬菜和小米杂粮的培育。
基因工程技术在能源领域的应用
基因工程技术在能源领域的应用近年来，随着环保意识的增强和能源需求的持续增长，能源领域的技术创新成为各国争相研发的重点领域。
而在这场能源技术的革命中，基因工程技术正成为一把重要的利器。
基因工程，是指通过DNA技术，改变生物体基因序列的方法，从而赋予其新的生物特性。
而基因工程技术在能源领域的应用，主要集中在以下几个方面：一、生物能源的生产生物质能是一种可再生的能源，可利用农业、林业、畜牧业、城市垃圾等生物质资源，通过发酵、压制等工艺生产出生物质燃料，如乙醇、丁醇、甲醇等。
基因工程技术可以通过改变微生物菌株的代谢途径，增强其分解生物质和产生生物燃料的能力，从而提高生物质能的利用效率。
同时，基因工程技术可以通过优化生物质的化学组成，提高生物质的热值和稳定性，从而增强生物质能的竞争力。
此外，基因工程技术还可以通过优化微生物的胞内酶系统，提高生物质的转化率和产量，从而有效地降低生物质燃料的成本。
二、新型能源物质的生产在化石能源逐渐枯竭的今天，人们迫切需要寻找新的能源物质的替代品。
基因工程技术可以通过改变微生物的代谢途径，生产一些新的能源物质，如生物柴油、生物氢、生物甲烷等。
其中，生物柴油是一种重要的生物能源，可以完全替代石油柴油。
基因工程技术可以通过改变微生物代谢途径，使其生产高含量的油脂或脂肪酸，从而生产出高品质的生物柴油。
此外，基因工程技术还可以通过改变微生物的脂肪酸结构，增强其抗氧化和耐高温性能，使其更适用于工业生产。
三、能源利用效率的提高基因工程技术可以通过改变植物、动物细胞的代谢途径，改善其能量利用效率，从而提高能源的利用效率。
例如，基因工程技术可以通过改变作物的光合作用途径，增强其光合效率，从而提高作物的产量和能源密度。
此外，基因工程技术还可以通过改变微生物代谢途径，提高能源生产的效率。
例如，通过优化微生物的生长条件，如温度、pH 等因素的控制，可以提高微生物生长的速度和效率，从而增强微生物的能源生产能力。
转基因技术在生物资源利用中的应用
转基因技术在生物资源利用中的应用人类一直在探索如何更好地利用生物资源，以满足我们的生活和工业需求。
随着科学技术的发展，转基因技术在这方面发挥了重要作用。
本文将介绍转基因技术在生物资源利用中的应用。
1. 转基因植物种植转基因植物（Genetically Modified Plants，GM植物）是指通过外源DNA转化技术，将一些具有特殊功能的基因插入到植物基因组中，从而使得植物产生新的特性和功能的一类植物。
通过转基因技术，植物可以提高产量、抗病性、抗逆性、营养增值等。
这些优点使得转基因植物在农业、食品工业和药品工业等领域得到了广泛的应用。
例如，转基因玉米、大豆可以耐受草甘膦，这个草甘膦是一种广泛应用于除草剂的药剂，在GM植物中的应用，使得杂草的控制更为容易。
此外，转基因马铃薯中也含有抗病毒基因，使得马铃薯在生长过程中产生的抗病毒蛋白，从而大幅度减少了农作物损失。
种植转基因植物主要可以提高产量，同时提高农田生产的效益。
同时，人们还可以通过转基因技术改变植物的生长周期和生长方式。
例如，利用早熟基因和光周期敏感性基因的转移，可以调整植物生长的时间和区域，使其适应不同的气候环境。
2. 转基因生物制剂制备生物制剂是指由生物学方法制造、接合或特异性降解等手段制造的生物制品。
生物制剂范围包括细胞、蛋白质、酶、抑制剂、激素和细菌等。
通过转基因技术，可以制造出新的生物制剂，与传统制剂相比，使用转基因技术制剂生产的成本更低，产量更高，并且更具有精确性。
此外，这些生物制剂对含多个致病微生物的环境中起到治疗和预防的作用。
如今，这种技术广泛应用于工业、环境保护和医药制造等领域。
转基因酵素的应用，是生物制剂在制造领域中的一个重要应用。
通过转基因技术，可以封装成酶基因，并使用具有高效表达、廉价、样本准备简单的生产方式。
例如，通过将纤维素酶基因转换到呆小鼠李斯特菌中，可以制造出具有高效的酶解作用的酶剂，解决了棉纤维生产中的问题。
转基因技术的战略作用
转基因技术的战略作用
1. 食品安全：转基因技术可以改良农作物，增加其抗虫、抗病、耐旱等特性，从而提高农作物的产量和品质。
转基因作物还可以减少化学农药的使用，降低农产品中的残留物含量，保障食品安全。
2. 农业可持续发展：转基因技术可以提高作物的抗逆性，使其更能适应恶劣的环境条件，这对于发展农业在干旱、贫瘠地区具有重要意义。
通过转基因技术改良作物，还可以减少农田面积的占用，保护生态环境。
3. 药物生产：转基因技术可以用于生产重要的药物和疫苗。
例如，转基因植物可以用来生产抗癌药物、抗病毒药物等，从而降低生产成本，提高药物的供应量，解决药物短缺的问题。
4. 能源和环境：转基因技术可以用于生产生物燃料和生物基材料，从而减少对传统能源的依赖，降低温室气体排放。
此外，转基因微生物也可以用于清除污染物，治理环境污染。
5. 经济发展：转基因技术有助于提高农业和生物工业的生产效率，降低生产成本，促进农业现代化和工业升级。
转基因技术还有潜力创造新的产业和就业机会。
需要注意的是，转基因技术的战略作用并非一成不变，因为其发展仍存在许多争议和风险。
在推广应用转基因技术时，需要充分考虑风险评估、监管措施和公众参与，以确保其安全和可持续发展。
基因转移在生物质能源生产中的应用
基因转移在生物质能源生产中的应用生物质能源是指利用可再生的有机物质转化为能源的一种方式。
生物质能源的优点是不产生二氧化碳，因为在生长阶段可以吸收环境中的二氧化碳。
生物质能源的主要来源是木材、木屑、秸秆、植物、废物等有机物质。
但是，这些原材料的转化效率并不是很高，因此，我们需要开发新的技术来提高生物质能源的效率。
基因转移是一种用来将DNA序列从一个细胞转移到另一个细胞的技术。
基因转移被广泛地应用于生物学中的研究领域，因为它可以很容易地使人们在细胞中利用其他物种的功能。
在生物质能源生产中，基因转移可以提高微生物利用废弃物转化为生物质能源的效率。
以纤维素为例，它是生物质能源的主要成分之一，但是纤维素是一种很难被微生物降解的物质。
纤维素降解需要多个酶的参与，这使得微生物在利用纤维素转化为生物质能源时效率较低。
因此，科学家们利用基因转移技术将其他物种中能够降解纤维素的酶的基因转移到微生物中，以此提高微生物降解纤维素的效率。
此外，基因转移还可以用于创造新品种的微生物，这些微生物可以更有效地利用废物转化为生物质能源。
例如，科学家们成功地将一种产生甲烷的菌转化为一种产生酒精的微生物。
这种新品种的微生物可以将废物中的有机物质转化为酒精，从而提高了废物转化为生物质能源的效率。
基因转移技术还可以应用于微生物的基因组学研究。
微生物基因的研究对于开发新的微生物品种以及提高微生物产能是很重要的。
基因转移可以使得研究者将其他物种中具有特殊功能的基因转移到微生物中进行研究，从而开发出更加高效的微生物品种。
此外，基因转移还可以用于生物催化剂的制备。
生物催化剂是一种使化学反应在生物体内发生的催化剂，它可以提高反应速率和效率。
基因转移可以使得研究者将其他物种中具有特殊催化能力的基因转移到微生物中，从而开发出更加高效的生物催化剂。
总之，基因转移技术在生物质能源生产中的应用是非常重要的。
通过基因转移技术，人们可以创造出更加高效的微生物品种，提高生物质能源生产的效率，并开发出更加高效的生物催化剂。
转基因技术在植物育种中的应用
转基因技术在植物育种中的应用转基因技术是一种通过改变基因组表达方式从而实现改良或增强基因特性的技术。
在植物育种中，转基因技术被广泛应用于提高农作物的产量、改善农产品质量、增强植物抗病性等方面。
本文将探讨转基因技术在植物育种中的应用以及其对农业发展的影响。
一、1. 提高农作物产量农作物产量的提高一直是农业科技发展的根本目标之一。
利用转基因技术，可以向植物中引入具有特定功能或特性的基因，从而实现增加农作物的产量。
比如，通过将底生果树的花期向后推迟，可以使得果树在开花后更容易达到叶绿素合成的过程，从而形成更多的果实。
此外，还可以利用转基因技术增加植物的耐旱性、抗塑料性、味道等特性，以使植物更适应不同的环境。
2. 改善农产品质量除了增加产量，转基因技术还可以帮助改良农产品的质量。
在植物育种中，转基因技术能够向植物中引入特定基因，从而增加植物的有益物质含量，提高植物的营养价值。
比如，利用转基因技术将蔗糖和淀粉转化为甘油三酯，可以使大米的脂肪含量提高，从而改善大米的食感。
此外，还可以通过转基因技术改变植物中乙醛含量，提高水果的香气度和口感。
3. 增强植物抗病性植物的抗病性对农业生产起着至关重要的作用，它不仅能够改善农产品的品质，还能够减少植物病害带来的经济损失。
利用转基因技术，可以向植物中引入能够产生抗病性物质的基因，从而增强植物的抗病性，降低病害对农作物的影响。
比如，在玉米中引入一种叫作BT基因的抗虫基因，可以减少玉米的虫害，并大幅提高玉米的产量。
二、转基因技术对农业发展的影响转基因技术的应用对农业发展产生了深远的影响。
从一定程度上来说，转基因技术的应用能够推动农业生产的现代化和智能化，进一步提高农业的产值和质量。
1. 促进农业现代化在转基因技术的指引下，农业生产正逐渐从传统的劳动生产方式向现代化、智能化的生产方式转变。
通过利用转基因技术，加快物种的育种速度，实现农作物的高产、优质和高效，在一定程度上缩短了育种周期，提高了农业生产的效率和效益。
转基因技术为环境保护做出贡献
转基因技术为环境保护做出贡献转基因技术是一项引人瞩目的科学技术，通过将外源基因导入到目标生物体中，改变其遗传特性。
这项技术的出现，引发了广泛的争议。
然而，无论争议如何，转基因技术在环境保护方面扮演着重要的角色。
本文将就转基因技术在农业、能源和自然保护等领域为环境保护所做出的贡献进行深入探讨。
一、转基因技术在农业方面的贡献转基因作物是转基因技术在农业领域应用最为广泛的领域之一。
通过转基因技术，科学家们成功地将抗虫、抗病、耐旱等特性导入作物中，使得作物产量大大提高，从而为解决全球食品安全问题做出了贡献。
首先，转基因作物具有抗虫、抗病的特性，减少了农民对农药的使用。
传统农业中，为了保护作物免受害虫和病害的侵袭，农民需要大量喷洒农药，这不仅对农民的健康造成威胁，也对生态环境产生了负面影响。
而转基因作物通过导入抗虫、抗病基因，使作物本身具备抵抗虫害和病害的能力，减少了对农药的依赖，从而降低了对环境的污染。
其次，转基因作物的耐旱性和抗逆性得到了显著提高。
随着全球气候变暖和水资源日益稀缺，传统农作物往往在干旱和恶劣环境中生长困难。
而通过转基因技术导入耐旱基因和抗逆基因，可以使作物在干旱和恶劣环境下仍能正常生长，提高了农作物的适应能力。
二、转基因技术在能源方面的贡献除了在农业领域，转基因技术还在能源方面做出了重要的贡献。
传统能源资源的有限性和对环境的不良影响，使得寻找新型可再生能源成为当务之急。
而转基因技术为生物质能源的研发提供了新的思路。
利用转基因技术，科学家们成功地改良了能源作物，比如玉米、油菜等，使其生长速度加快，并提高了其含油量和生物质质量。
这将有助于将生物质能源的产量大幅提高，从而减少对传统化石能源的依赖，降低温室气体的排放，保护环境。
此外，转基因技术还有望应用于微生物产生第三代生物燃料，如生物氢、生物甲醇等。
通过改良微生物的遗传特性，提高其产氢、产甲醇的能力，可以将生物燃料应用于更广泛的领域，减少对传统石油能源的需求，为环境保护作出贡献。
转基因技术在生物学和农业中的应用
转基因技术在生物学和农业中的应用随着科技的发展和进步，人类能够更好地利用资源，提高生产效率，改善生活条件。
转基因技术，即通过人工手段把不同种类的DNA序列组合在一起，可以给生物学和农业带来巨大的变革。
本文旨在探讨转基因技术在生物学和农业中的应用，让读者对这一领域有更深入的了解。
生物学方面，转基因技术可以用于研究基因的功能和影响。
例如，通过将人类基因移植到小鼠体内，科学家可以研究人类疾病的病理过程和治疗方案，提高医学研究的效率和成果。
此外，转基因技术还可以改善生物材料的性能和特性，例如通过改变植物、动物或者微生物的基因组成，可以使它们更容易生长、更适应环境、更加耐热、耐寒或者抗病虫害。
这些技术可以为基础研究和应用科学提供更广阔的空间和可能性。
农业方面，转基因技术可以为人类提供更多更优质的食品和农产品。
例如，通过将外源基因转入植物中，可以使植物具有更好的抗旱抗病能力，使农作物更容易生长，产量更高，更抵御天灾人祸的影响。
此外，转基因技术还可以为动物育种提供有力的工具，例如通过改变鸡、牛、猪等农业动物的基因组成，可以使其体型更加饱满，肉质更好，更加健康和安全。
这些技术不仅可以促进食品生产的发展，还可以保护环境，提高资源利用效率。
当然，转基因技术也存在一些风险和挑战。
例如，经常使用相同类型的转基因作物可能会导致枯竭土壤、病害增加、生态系统失衡等问题。
此外，一些人们也担心转基因技术会对生命安全产生意想不到的影响。
因此，在运用转基因技术时，必须认真评估和规避所有可能的风险，确保人类和生物世界的健康和安全。
总体来说，转基因技术在生物学和农业领域的应用，既带来了极大的机遇和便利，又带来了一定的风险和挑战。
为了最大程度地发挥其优势和避免潜在的问题，需要合理地制定政策和规章制度，把握好平衡和权衡，并积极探索更加科学和合理的应用方法和方向。
相信通过共同努力，科技和生产将迎来更加灿烂的明天。
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生物技术进展2014年第4卷第5期310 317Current Biotechnology ISSN 2095-櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯殯殯殯2341进展评述Ｒeviews收稿日期：2014-08-11；接受日期：2014-09-02基金项目：四川省应用基础研究计划项目（2014JY0065）；四川省科技支撑计划项目（2009NZ00045）资助。
作者简介：谭芙蓉，副研究员，主要从事能源植物和能源微生物相关的生物技术研究。
E-mail ：furong987@126．com 。
*通信作者：何明雄，副研究员，主要从事生物质能源高效利用研究。
E-mail ：hemxion@hotmail．com 转基因技术在能源植物育种中的应用谭芙蓉1，代立春1，吴波1，秦晗1，祝其丽1，王文国1，汤晓玉1，潘科1，苏海锋1，胡启春1，2，何明雄1，2*1．农业部沼气科学研究所，生物质能技术研究中心，成都610041；2．农业部农村可再生能源开发与利用重点实验室，成都610041摘要：由于能源危机与环境污染问题日益严重，、环保、，成为能源开发的一个热点。
随着转基因技术的不断进步，、优质、。
本文简要介绍了能源植物的概念和分类，降低植物木质素的含量在植物中过表达纤维素降解酶，并探讨了该技术在能源植物遗传改良中的应用前景，以期为后续的能源植物新品种培育等研究和应用提供参考。
关键词：能源植物；转基因技术；遗传改良；生物乙醇；生物柴油DOI ：10．3969/j．issn．2095-2341．2014．05．02Application of Transgenic Technology in Energy Plant BreedingTAN Fu-rong 1，DAI Li-chun 1，Wu Bo 1，QIN Han 1，ZHU Qi-li 1，WANG Wen-guo 1，TANG Xiao-yu 1，PANKe 1，SU Hai-feng 1，HU Qi-chun 1，2，HE Ming-xiong 1，2*1．Biomass Energy Technology Ｒesearch Centre ，Biogas Institute of Ministry of Agriculture ，Chengdu 610041，China ；2．Key Laboratory of Energy Microbiology and Application ，Ministry of Agriculture ，Chengdu 610041，ChinaAbstract ：Due to the increasingly serious of energy crisis and environmental pollution problems ，energy plants ，for itscharacteristics of safety ，environmental friendly ，renewable and low cost ，has become a hotspot of energy exploitation．With the continuous advancement of transgenic technology ，the use of transgenic technology to cultivate high-yield ，high quality ，efficient energy plant new varieties has made the corresponding results．This paper briefly introduced the concept of energy plants andclassification ，and outlined the application status of transgenic technology in increasing total biomass of plants ，reducing plant lignin content ，overexpressing cellulose degrading enzymes in plants ，increasing oil content of oil plants and other aspects．The prospect of energy plant improvement using transgenic technology was also discussed ，with the aim to provide references for future energy plant genetic engineering breeding research and its application．Key words ：energy plant ；transgenic technology ；genetic improvement ；bioethanol ；biodiesel随着能源危机和石化燃料引起的环境污染的加剧，世界各国都在积极探求可以替代化石燃料的能源，生物质能源具有可再生性、低污染性、广泛分布性及资源丰富性，逐渐成为能源替代研究的热点，发展前景良好，未来有可能成为可再生能源的主导［1］。
生物质能是蕴藏在生物质内的能量，直接或间接来源于绿色植物经光合作用转化的化学能，对生物质能的转化利用形式包括生物乙醇、生物制氢、生物柴油、生物质气化及液化燃料等。
能源植物是可直接开发的最有前景的生物质资源之一。
我国幅员辽阔，水热资源分布多差异，能源植物资源种类丰富多样，但是我国对能源植物的开发和应用起步较晚，与西方发达国家相比还有相当大的差距。
如果我国能加强生物能源的研究与开发，筛选出更多优质、高效的能源植物，并将其转化为气体或液体燃料，一方面可以弥补石化燃料的不足，缓解过分依赖大量进口石油的被动局面，实现我国能源安全战略；另一方面还能发挥其保持水土和改良土壤的作用，达到保护和建设生态环境的目的。
进一步建立中国能源植物种质资源开发基地和生物燃油生产技术体系，对于培育和利用中国能源植物资源以及储备后备能源都具有十分重要的意义。
本文从能源植物的概念及分类入手，概述了转基因技术在能源植物遗传改良中取得的进展及应用现状，为进一步利用该技术改良能源植物提供参考。
1能源植物的概念及分类能源植物是可再生能源开发的唯一资源对象，它通过光合作用固定二氧化碳和水，将太阳能以化学能形式储藏在植物中。
广义的能源植物包括所有的陆地和海洋植物；狭义的能源植物指植物本身（不包括籽粒）含有油脂或石油类似物质的植物。
能源植物可以直接燃烧产生热能，还可以转化成固态、液态和气态燃料。
根据植物的光合途径分类，能源植物主要是C3和C4植物［2］，目前还没有属于景天酸循环（crassulacean acid metabolism，CAM）类型的能源植物的报道。
根据植物的生活周期，能源植物分为一年生（如甘薯、高粱、大豆和续随子等）、两年生（如甜菜，这类植物种类较少）和多年生植物三大类［2］，其中多年生能源植物又分为草本（如柳枝稷、芒草和虉草等）和木本（杨树、柳树和麻疯树等）植物两类。
根据化学成分组成及其利用分类，能源植物可以分为［2］：①糖料植物：该类植物富含可溶性糖，主要用于生产燃料乙醇，有甘蔗、甜高粱和甜菜等；②淀粉植物：该类植物富含淀粉，也主要用于生产燃料乙醇，主要包括小麦、玉米等禾谷类作物及甘薯、木薯和马铃薯等薯类作物；③油料植物：指富含油脂的高等植物，提取油脂后通过脂化过程形成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯类物质，即生物柴油，如油菜、蓖麻和大豆等产油作物以及麻疯树、油棕榈、黄连木和文冠果等木本植物；④含油微藻植物：富含烃类或脂类物质的微藻也可用以生产生物柴油，由于含油微藻高效的生产能力，可在废弃地及其他没有农业利用价值的土地上，利用废水甚至高含盐量的水大规模培养，因而有很好的应用前景［3］；⑤木质纤维素植物：该类植物富含木质纤维素，转化应用范围很广泛，用于生产固体颗粒燃料，或获得热能、电能、沼气及燃料乙醇等，如杨树、桉树、象草、柳枝稷和喜百草等。
2转基因技术在能源植物育种中的应用自然状态下的能源植物并不是最理想的生产物种，通过引进良种与当地植物杂交后筛选培育高效、高产的能源植物已经取得一定的进展，然而传统的育种手段已不能满足现今社会对能源植物的需求。
近年来，随着基因克隆和转基因技术的不断完善，转基因技术在玉米、大豆和棉花等主要农作物上都得到了较好的应用。
但由于转基因食品相关的商业应用仍受到严格限制，转基因技术在以食用为目的的作物上的研究和应用也面临阻碍，由此为能源植物的遗传改良提供了新的机遇。
转基因技术虽然较常规育种技术复杂，但具有常规育种不可比拟的优点，它可以根据育种目标，打破生殖隔离，将供体生物中的目的基因整合到受体植物中，在基因水平上定向改造植物的遗传性状，从而形成转基因新品种或新种质，大大提高了育种的目的性和可操作性。
因此，转基因技术可以作为培育高产、优质、高效新型能源植物新品种的有效途径。
2．1提高能源植物的生物量人类期望的能源植物是拥有较高的太阳能转化利用率、较快的光合速度和较高的干物质积累能力以及较快的生长速率。
然而目前普通植物对太阳光的利用效率都比较低，不到4%。
况且我国耕地有限，发展能源植物必须要保证粮食安全，要立足于“不与人争粮、不与粮争地”，尽可能选择边际土地来发展能源植物资源产业。
与正常的耕地相比，在边际土地上种植相同的作物，产量具有很大的变动范围。
因此，在边际土地上发展能源植物，更需要选择高光效、高生物量的能源植物。
有研究表明，倘若能通过改良将植物的光能利用效率提高1%，世界上1/10的农田面积就足以提供目前人类使用的所有化石能源［4］。
通过增加植物对光能的利用效率或捕获效率可以提高植物的总生物量。
植物通过光合作用吸收二氧化113谭芙蓉，等：转基因技术在能源植物育种中的应用碳受多种因素影响，包括光合作用机制、碳流量、光呼吸和光抑制作用及同化物分配和利用等。
利用转基因技术来提高植物的生物量已有大量报道（见表1），主要包括调控植物光合作用［5，6］、调控卡尔文循环中的碳流量［7，8］、操纵植物营养代谢过程中的基因［9 11］以及延迟或阻碍植物开花［12］等。
大部分植物在光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物3-磷酸甘油酸，被称为C3植物；而另一部分植物二氧化碳同化的最初产物是四碳化合物苹果酸或天门冬氨酸，被称作C4植物。
目前多种C4植物光合作用途径中的一些关键酶，如丙酮酸磷酸双激酶（PPDK）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）、及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）以及无机碳转运蛋白和脱氧羧腐胺赖氨酸合酶（DHS）等的基因已被成功转入马铃薯、水稻、杨树和拟南芥等C3植物中，使相应转基因植物的光合能力及产量均不同程度地得到提高（见表1）。