现代生物技术是推动经济社会发展的强大动力之一。21世纪，由于非再生资源的日益枯竭，利用再生资源再造各种新资源的生物技术及其产业将成为国民经济的重要支撑。
我国是开发利用生物技术较早的国家之一，酿造（微生物发酵）业的历史渊源流长。按国际上现行划分，生物技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程，酶工程四个方面。生物农业就是现代生物技术在农业产业中得到广泛应用的农业。
生物农业的发展现状和对策：近年来，世界人口激增、耕地锐减、环境恶化等问题已成为强烈制约农业发展的重要问题，解决农业发展问题的根本出路在于农业科技进步。生物技术已成为农业科技发展的中坚与引擎，在全面客观认识生物技术及产业化发展现状与趋势的基础上，确定以生物农业为重点，以可持续发展为根本的农业发展策略，是落实科学发展观推动农业现代化的必然选择。
生物农业是以农业生物为主要研究对象，以农业应用为目的，以基因工程、细胞工程、微生物工程、蛋白质工程等现代生物技术为主体的产业体系，也成为国际生物技术领域竞争的焦点。在世界科技和经济竞争日趋激烈的今天，大力发展农业生物技术是保障我国未来16亿人口食物安全，推进农业科技革命纵深发展，增强我国农业国际竞争力的重大战略举措。
（1）世界生物农业发展现状
20世纪70年代以来，首次人为地实现了DNA分子水平的基因拼接及重组，宣告了以“基因工程”为核心的现代生物技术时代的来临。此后，基因合成、扩增技术，基因修饰技术，基因克隆技术，基因芯片技术以及新型表达载体等新技术新方法不断涌现。在农业生物技术领域中，功能基因的分离、克隆和开发应用，转基因工程，基因药物，重组疫苗，生物反应器等前沿和关键技术均有重大突破。
20世纪90年代以来，生命科学基础研究及生物技术不断取得重大进展：“人类基因组序列框架图谱”的完成，被视为继原子弹、人类登月之后世界科技史上的第三个里程碑；模式生物拟南芥和水稻基因组图谱的公布，为植物改良，培育高产、优质、抗逆的农作物新品种奠定了基础；基因组科学和技术正在并将继续保持生物技术领域的主导力量，成为当前农业生物技术及其产业发展的重要创新源泉。
生物农业作为现代科学史上最有希望的成果之一，正在世界各国迅速推广运用。2006年全球转基因玉米、大豆、棉花和其他作物播种面积猛增了1200万hm2，首次突破了1亿hm2大关，比2003年的6758hm2增长了62.5%。从1996~2006年的10年间，全球转基因作物种植面积增长了60倍，累积为8.51亿hm2，是英国土地总面积的38倍。美国是世界上转基因作物种植面积最大的国家，根据美国农业部国家农业统计局发布的农作物种植情况测算，自1996年开始转基因作物商业化种植以来，在美国转基因作物种植面积已增长了32倍，2006年达到5470万hm2，约占世界种植总面积的65.9%。据农业生物技术应用国际服务组织（ISAAA）主席詹姆斯估计，在今后10年的商业化过程中，转基因作物种植范围还会进一步扩大，到2025年将有40多个国家的2000多万农户种植2亿hm2的转基因作物。
（2）我国生物农业研究进展
中国政府也一直高度重视和关注生物农业的发展。“863”计划、攻关计划、“973”计划等国家科技计划都将生物农业作为最重要的内容之一。经过30多年的努力，我国生物农业由起步阶段迅速进入蓬勃发展阶段，取得了令人瞩目的成就，整体水平在发展中国家处于领先地位，在基因工程、作物育种、克隆技术等方面都拥有了世界领先技术。尤其是进入新世纪以来，我国在生物农业领域获得了一系列国际领先的研究成果。
目前，中国生物农业产业主要包括转基因农作物和超级杂交水稻、植物组织培养、生物农药、饲料添加剂、兽用疫苗、生物肥料、生物农用材料等方面。
我国首创的两系法杂交水稻已进入大面积产业化推广阶段。高产优势两系杂交稻的推广对解决我国因水稻劣质造成的积压问题，调整种植业结构发挥着重要作用。据统计，截止2006年两系杂交水稻组合累计种植400万hm2，每公顷比当地主栽品种平均增产750kg以上，且米质有了较大的提高，新增社会效益超过30亿元。
我国是世界上第一个批准转基因作物商品化生产的国家，已有转基因耐贮藏番茄、改变花色的矮牵牛、抗病毒甜椒和辣椒、抗病毒番茄、抗虫棉等6种转基因植物通过了商品化生产许可，并有20余种转基因植物进入环境释放阶段。其中在抗虫棉研究和产业化方面进展最为迅速，通过引进和自主研发并举等办法，2006年全国转基因抗虫棉品种种植面积已发展到470万hm2，占当年棉田面积的68%，其中国产抗虫棉占市场份额的60%。每公顷抗虫棉能节水增收2100元左右，累计产生的经济效益已达60亿元以上。此外还极大地减少了化学农药的用量，对保护生态环境、实现农业可持续发展，具有不可估量的社会效益。
在动物生物技术领域，我国转基因鱼已进入控制性生产，中国科学家培育出的三倍体鱼湘云鲫（鲤）已推广至全国23个省、直辖市，中试期间共生产湘云鲫（鲤）鱼苗1.9亿尾和复花鱼种3580万尾，获纯利457万元。
在农业微生物技术方面，中国农业科学院植物保护研究所和华中农业大学分离了一批杀虫新基因，构建了一批多功能工程菌。北京大学等单位研制出新型高效多功能固氮菌肥3个，并获得肥料登记证和AA级绿色食品认定推荐证书。中国农业科学院饲料所研制的单胃畜禽用植酸酶和中性植酸酶2002年7月获得科学技术部、环境保护总局等六部委颁发的国家重点产品证书（2002ED326007）。“利用基因工程酵母生产植酸酶”技术获2001年度国家科技进步二等奖，并且建成了一个年生产能力为1万t的饲料用植酸酶生产基地。产业化基地建设正逐步带动一个以保持我国农业和环境可持续发展为共同目标的新型农药、肥料和饲料微生物产业群的形成。
（3）生物农业重点发展领域
科学家们预言，21世纪是生物工程的世纪。农业生物技术涉及品种培育、种植养殖、施肥灌溉、植保防疫以及众多新领域的开拓，成为农业科技领域的源头性和战略性高技术，像火车头一样地带动整个农业科技的发展。
新物种塑造。运用生物技术与常规育种技术结合，综合不同的优良性状，按人类需要有选择地定向塑造新的物种和类型，培育抗病虫、抗逆性、抗除草剂新品种，改善品种的营养品质和加工品质，并充分利用固氮微生物和藻类，丰富和充实作物营养综合体系内涵。转基因动物育种正在转向开拓新产品和新功能的研究领域，尤其是用利用转基因动物生产药物和具有重要生物功能的活性物质。新的转基因技术也在趋于不断完善，新的基因导入技术和分离优良性状基因的技术仍然是未来10年生物农业发展的重点。
新快速繁育技术应用。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。利用克隆技术可以加快优良家畜品种的繁育，对于濒危动物和家畜遗传多样性的保存亦具有重大意义。开发胚胎移植技术提高优良母畜的繁殖效率，利用胚胎分割技术提高良种动物的繁殖效率，发展动物性别鉴定和控制技术进行定向繁育和饲养，都将进一步实现产业化，显著提高经济、社会效益，是21世纪养殖业发展的根本方向。
新人造食品和饲料生产。开发单细胞蛋白资源，生产高蛋白饲料与食品；利用微生物发酵处理秸秆生产饲料，开发植物叶片资源，生产可用作饲料和食品添加剂的营养价值高、可消化率高的叶蛋白；利用生物技术培育新菌种，加快氨基酸发酵的利用，大规模生产不同用途的氨基酸等将成为21世纪的农业新产业。
新能源开发。面对能源短缺与危机，生物质能源是最重要的一种替代能源。除种植薪炭林外，重点利用多年生和一年生植物及藻类开发“绿色能源”，生产酒精和生物柴油等生物质能，代替煤和石油产品，将为缓解能源压力提供强有力的支撑。
新兴农业可持续发展技术。生物农业是解决人类食品问题、而同时不使自然环境受破坏和保持生态平衡，实现可持续发展的最主要的途径。传统的生物技术在发酵、堆肥和污水处理等方面的应用已经发挥了一定的作用。现代生物农业的应用将更为有效：用工程植物和微生物清除环境污染物和土壤毒物已被公认取得显著成效；已研究开发的生物农药能代替化学杀虫剂，从而大大减少了化学污染；利用微生物和植物生产新型可降解塑料，可解决白色污染问题。生物技术可以将农业废弃物转化为能源，以较低的成本解决废物处理以及土地污染物的清除等问题，将为国民经济的可持续发展作出更大的贡献。
（4）生物农业产业化发展趋势
现代生物农业产业化虽然还处在起步阶段，但随着愈来愈多的生物技术产品从实验室走向实际应用进入商品化阶段，生物技术为未来世界农业发展展现了美好的前景。世界银行下属机构预测，世界范围内转基因作物产业的交易额2005年可达到60亿美元，2010年预计达到200亿美元。美国《世界农业》杂志的评述指出，日益众多的国家高度重视发展生物农业，目的是利用生物技术开辟改造传统农业的新途径，扩大农产品的应用领域，提高农产品的市场价值和增加出口。对发达国家来说，希望利用其技术优势尽早形成农产品生产规模而垄断国际市场；对第三世界国家而言，可以利用土地资源、人力资源及市场资源等优势，并通过与发达国家合作等途径，积极获得外国技术和资金，促使农业生物技术产业迅速崛起并进入一个更广阔的天地，不失时机地改造传统农业，并以此带动其他产业的改造。
（5）我国生物农业发展对策建议
生物农业已成为许多国家研究开发的战略重点和国际科技竞争重点，也是我国在高新技术领域最有希望实现跨越式发展，对我国可持续发展战略影响重大的领域之一。在2003年召开的首届中国生物农业论坛上，科技部副部长李学勇指出我国农业生物技术发展的总体目标是：努力实现我国生物农业及其产业的跨越式发展，力争用5年或稍长一点的时间，使我国的生物农业整体实力率先进入世界先进行列，促进我国农业由主要注重数量型向更加注重质量效益型的根本性转变。为推动我国农业生物技术的发展，我们必须在国家的政策、立法和管理，在前期科研投资和科学技术研究等主要方面采取有力的对策和措施，努力营造生物农业及其产业化发展的社会环境、政策环境、研发环境、产业环境、知识产权保护环境，为实现生物农业的发展目标提供支撑和保障。
总体来讲，我国的生物农业目前处于全面发展的关键时期，要想在本世纪内尽快有所突破，赶上甚至超过发达国家，就必须按照科学发展观的要求，充分认识生物农业对我国社会可持续发展产生的重大影响，实施生物经济强国战略，积极参与全球生物技术革命和产业革命，大力发展现代生物农业及其产业，迎接生物经济时代的到来。
（一）基因工程
1.基因工程的概念及意义
基因工程是20世纪20年代出现的一个新领域，是在细胞遗传信息分子从一种生物体细胞中提取出来，在体外进行断裂和重新连接，或用人工方法合成出来，然后再用人工把它引入另一生物的细胞内，定向地改变其遗传结构，使之产生符合人类需要的新遗传特性，创造出新生物类型。由于采用了对遗传物质实行体外操作的工程技术，故称之为基因工程。
基因工程包括两个水平上的研究：一是细胞水平，二是基因水平。所以又可分为细胞工程和基因工程。
从理论上说，人们借助基因工程技术，使从认识生物、利用生物的时代，跃进到改进和创造新生物的伟大时代。基因工程能在几天内创造出新的生物品种，完成自然界几万年才能完成的过程。
从实践上说，基因工程技术的进步为细胞生物学、发育生物学、变异生物学的研究提供了有效的实验手段，同时也为农牧业的变革提供了技术支撑。目前，基因工程在农业上已培育出在自然条件下和常规育种方法无法获得的新品种，并大大加快了动植物新品种的繁育速度，提高了农牧业的经济效益。
基因工程（遗传工程）是生物技术中引人注目的领域。基因工程是采用类似工程设计的方法，按照人类需要通过基因组遗传手段，赋予生物新的功能，或创造出新的生物类型。
近几年来，生物学家正在开展一项把一年生禾本科植物，变成多年生的禾本科植物的研究工作。一旦这项工作获得成功，那么将来小麦、水稻和玉米，就会像果树一样，每年结出丰硕的果实。这样既可节省每年耕翻土地、播种等大量劳动，又能节省大量财力和能源，而且还将对防治水土流失，保护生态环境等作出巨大贡献。目前这项工作研究的基因重组技术正在进行中，可望把一年生玉米变成多年生玉米的研究，再有几年时间，可以获得成功。
2.基因重组作物的开发和应用现状
随着现代生物技术的迅速发展，一些高科技生物产品已经从大学或研究所实验室里迸发出来，进入人们的日常生活中。
现就近年来国外从事有关现代生物技术开发和应用的现状作简要的介绍。
从1996年9月开始，日本政府正式批准从美国进口的由基因重组技术生产的大豆为安全食品。目前，在日本农产品市场上出售的遗传基因重组作物有：油菜籽、大豆、玉米和马铃薯等。根据近年日本国内有关报道，日本政府已经选中了全国优秀的科学家和先进设备，对作为主要粮食作物的水稻也开始了遗传基因重组及抗逆基因的研究，同时其他耐除草剂作物、强抗逆性作物和营养改良性作物也进行深入研究。尤其对富含不饱和脂肪酸的油菜籽和大豆的开发，不但在食用油和人工奶油上得到应用，而且对医疗保健食品及化工产品等也进行了研究，并获得一定进展。像高甘油三油酸大豆食用油等亦已投放市场。
