目前，因与病虫害防治有关的各类基因的发现，以及植物转基因和微生物重组技术的一系列突破，用于农业植物保护的基因工程产品，已得到大力开发并在农业生产上实现了商业化的应用。换言之，转基因工程这一新技术，已在农业生产中大显身手，展示了广阔的应用前景。

    01、利用基因工程培育抗病虫害的新品种

    病虫害是农作物的大敌，全世界每年有1/3的粮食遭其吞噬，经济损失是惊人的。因此，世界各国科学家如美国、比利时、俄罗斯等国家的遗传学家，利用基因工程把昆虫的毒素基因转移到棉花、玉米、烟草、番茄等作物中去，这些作物的细胞就能制造毒素，害虫吃了它们的茎叶，就会立刻中毒身亡。日本的科学家将食菌性线虫和昆虫寄生线虫组合后，撒在土壤里，1年1次，杀虫率高达90%～100%。青枯病是一种细菌性病害，全世界马铃薯生产因青枯病、软腐病危害可减产25%左右，我国科学家将人工合成抗菌肽基因导入马铃薯主栽品种——米粒，获得抗病性提高1～2级的转基因马铃薯株系。目前，抗菌肽基因已经供给国内外许多研究单位，进行水稻抗白叶枯病、马铃薯软腐病、花生和番茄的青枯病、柑桔细菌性溃疡病、大白菜软腐病、樱桃根肿病等基因工程的研究，并取得了大量的科研成果，应用于农作物病害的防治中。在抗真菌病害的基因工程研究中，科学家已经把几丁质酶基因、葡聚糖酶基因转入烟草作物，转基因烟草表现出明显的抗病作用。利用转基因工程技术，我国科学家已获得了抗矮缩病毒基因工程植株，相信在不久的将来即可投入到生产实际应用中去，成为矮缩病的克星。

    在抗虫基因工程研究方面，我国科学家在国家863计划的支持下，成功地将BT基因转入到我国棉花主栽品种，获得了高抗棉铃虫的转基因棉花品种，使我国成为继美国之后获得抗棉铃虫转基因棉花的第二个国家，在棉铃虫防治中发挥了巨大的作用。目前，生产出多个抗虫棉的品种已投入商业化生产，为减轻棉铃虫对棉花的危害，受到了显著效果。此外，科学家还将BT基因成功地转入我国水稻主栽品种，转基因水稻对三化螟的毒杀效果达到90%以上。我国科学家成功地将BT基因转移到杨树中，获得抗虫杨树，已在许多地方进行示范种植。科学家从大自然观察中得到启示，发现有的植物被虫子咬得千疮百孔，而有的植物害虫避而远之，这是为什么？原来这些抗虫植物或具有粘性分泌物，或产生生物碱、酶抑制剂蛋白质等化合物，我们不妨称之为植物自身的“化学武器”。遗传工程师们所相中的正是这种新型“防虫武器”。他们通过遗传工程技术将这种蛋白质基因分离出来，“嫁接”到烟草、马铃薯、番茄、大豆、油菜等等农作物中，这种基因一旦在受体寄主植物中定居后，便以孟德尔遗传方式进行繁殖，并使后代奇迹般地获得了抗虫的新特性。将热带地区一种豇豆中的具有抗虫性的CPTI基因移入烟草属植株，可谓是迄今最成功的事例之一。科学家在田间意外地发现，在豆科植物世界里横行猖獗的四纹豆象，却不敢接近这种枝叶嫩绿的豇豆。经查明，原因就在于其体内有种杀虫武器——胰蛋白酶抑制剂，属于双头丝氨酸蛋白抑制剂的小分子多肽，大约由80个氨基酸构成，并组成一个很小的多基因族存在于豇豆中。据此，遗传学家借助于一种基因“剪刀”将CPTI基因粗心取出，通过一种根土壤杆菌的媒介，再“嫁入”烟草细胞中。至此。细菌携带的CPTI基因便在烟草体内永远定居，并行使其抗虫的职能。据田间试验，凡携带CPTI基因的植物都具有极强的抗棉铃虫、粘虫、天蛾毛虫等害虫的能力。

    02、利用转基因工程，制造成能“种”出来的杀虫剂，使生物杀虫剂大放异彩

    苏云金杆菌是一种革兰氏阳性菌，它产生的伴孢晶体蛋白——贝它内毒素对鳞翅目的许多昆虫幼虫、某些双翅目甚至鞘翅目的昆虫幼虫都具有毒性，该种毒性具有较强的杀虫特异性，作为生物杀虫剂使用比较安全。目前，苏云金杆菌及其毒蛋白已作为杀虫剂在很多国家应用于生产上，并取得了显著的杀虫效果。但由于生产成本较高，晶体蛋白在田间使用时不够稳定，因而限制了它的商业性用途。生物技术的进步也为苏云金杆菌（BT）杀虫剂增添了新的活力。苏云金杆菌是一种杀虫的细菌，迄今在美国、英国、法国、瑞士等许多国家都已开始商品化生产，可防治30多种害虫。科学家还成功地将BT杀虫基因转入烟草，使烟草植株也产生BT杀虫活性物质。试验表明，当烟草植物中BT杀虫物质的含量仅为0.004%时，6天后烟草上的大蛾幼虫便全部死亡。目前科学家正在试图获得能产生比烟草杀虫活力更高的杀虫棉株、杀虫稻株以及杀虫蔬菜等农作物。近些年，我国在BT杀虫剂的研制方面已取得了很大的进展，人们期待着高新技术在植保领域结出更多硕果，杀虫植物能尽快送到农家。如何保留它们的优点，克服其缺点？新兴的生物工程，使这一愿望开始实现。利用生物工程的基因重组技术，可将某种昆虫病原数生物进行遗传修饰，产生出新型生物杀虫剂——新一代生物杀虫剂。它们既具有原微生物的杀虫功能，又克服了它们的某些不足之处。例如，苏云金杆菌是目前全世界都广泛使用的一种高效杀虫微生物，它有许多亚种和变种。比如HD——1对莱青虫一类鳞翅目的害虫有效，而以色列变种却对蚊子一类双翅目的幼虫有效。科学家应用生物工程手段，将这两个变种的基因拼接到一起，得到对上述两类害虫都有毒杀力的新的苏云金杆菌。更大胆的设想也出现了：把苏云金杆菌产毒素的基因插入植物细胞的DNA中，使植物获得抵御害虫侵袭的能力，当害虫去吞食食物叶面时，便飞蛾扑火，自取灭亡。有趣的是，移入了苏云金杆菌毒素基因的植物，除了自身能抵抗多种害虫的危害以外，还有可能把这种植物粉碎，作为杀虫剂作用。这样一来，这种生物杀虫剂的生产，既不需要建造设备复杂的工厂，也不需要消耗大量的能源，就可以在田野下“种”出来。苏云金杆菌产生毒素与菌体芽孢形成同时，遗传学家还设想将一个强大的、连续工作的启动因子与毒素基因融合，经过这种转化处理的细胞，有可能在整个发酵过程中连续地、大量地生产毒素。更理想的办法是，把毒素基因分离出来，搞清楚它们的核苷酸序列的功能区与调控区，把这些序列经过遗传修饰后制造出具有生物活性的物质，再将这种遗传物质导入到特定的微生物中，从而利用连续发酵培养的方法，来进行工业化生产，大规模地生产这种生物活性物质。这种方法在单位时间里能生产更多的产品，而且大大降低成本，使人们得到大量的这种杀虫剂，用于害虫的防治中，前途是光明的。