GPIT技术(即作物基因表型诱导调控表达技术)是以抗冷耐冻、高抗光氧化、提高光合作用效率(净光合作用强度可提高50-400%)为中心,以信息系统激活敏感迅速反馈的强生理代谢为基础,综合抗逆并能双向自调控为特征的作物潜能优良性状连锁表达。是集“抗逆、早熟、高产、优质、高效、无污染”为一体的世界首创的无转基因污染高科技生物基因工程新途径技术。自94年以来一直在该领域研究中保持世界领先地位,并将在一段时间内继续保持领先优势。 GPIT技术在研究中成功地应用逆向思维,质疑并突破传统理论思想框架的束缚,把作物内因调动与环境动态平衡两大系统因素有机地结合在一起,以基础规律系统变量表达差异分析测量为基础,探索建立信息系统人工调控与光能效应全面优化应用及机理研究结合的生态农业研究中心体系。其在科学实践验证理论,理论指导科学实践的正确方法论循环中形成了独创一体的新思维理论推论体系及创造性应用“农业极限试验”的方法都使农业研究迈上一个更新的台阶。大量的试验、示范、生产应用等农业科学实践证明GPIT技术与传统的农业生产应用技术相比有如下突出特征: 1、GPIT技术将具备诱导调控功能的物质与作物(或植物)的以种为主及根、茎、叶等机体产生适合的接触,从而对受体作物产生表型诱导调控作用,不仅使其原有的潜性功能在信息、能量、营养和环境、微生物等系统在更高层次新水平达到相对平衡,产生具备表达的可能,并在适合条件下产生较强适应表达,还可在系统群体表型递增效应的共激机制下,由新的适应机制产生一系列连锁优良性状双向自调控及新功能表达。 2、GPIT技术能使作物信息表达系统对各种信息的激活敏感、迅速反馈及产生的一系列相应和互作乃至共激新机制的方法。一些过去基本不会影响信息产生应答表达的,诱导后会产生明显变化甚至强烈表达。例如在水促高产条件不能够满足时,双子叶植物出苗延滞和苗期可表现出现超高比值的大根冠比和地上部分长时间的“延滞生长”,但适合条件下很快能转为“超速生长”、“超量固氮”、并产生和与此密切相关的感光、感温、感生物积累量的“三性敏感”等和信息反馈典型相关的良性双向自控表达。 3、GPIT技术立足于人工诱导调控的从作物内因为主发掘光导全息作用,实现扩大作物对光波段适应范围,能在高低温和强弱光下的光节律稳定性增强,使光周期利用敏感等方面都发生作用,及适合条件下大幅度提高光合速率,从而能全面提高光合作用效率和光温强互作的有效积温递增效应等,使作物在逆境下内在品质能自然综合优化,产量也能大幅度增加。这就为高海拔原人类利用率很低,甚至不能利用的地区实现与自然和谐地进行深度开发提供了强大的技术支撑力量,使人类认识自然,利用自然、和谐自然的能力又向前迈进了一大步。例如,我们在中国的拉萨玉米能实现高产,在云南迪庆3200多米以上海拔年有效积温仅493℃的地区,在出苗和灌浆两头受霜冻的条件下仍获小白玉米499kg/亩的优质玉米相对高产。 4、GPIT技术在内部机理的作用下使根面效应大幅度提高,强大的根面效应,在水份合适时能稳定的实现高肥效利用率和提高固氮效率,如豆科作物在形态建成后正常生长时期,能高效固氮、超量固氮,可超过对照固氮量1-8倍。这样作物个体通过内部机理不仅能创造使自身生长所需的主要营养元素得到保障的微环境,减少当季农业生产化肥的施用量,还对后作及整个土壤良性循环起到不可替代的作用。 5、GPIT技术使作物的信息、能量、营养达到高水平新平衡并与环境、微生物实现和谐统一,在强氧化还原适应的一系列综合机制逐步形成、增强,并产生强大的根面效应,使作物能在活体上明显提高对真菌、细菌和病毒等多种病原菌活性抑制、耐受和高抗性。这一重大发现使得一种技术几乎对所有种类病害都有作用,甚至是极明显的作用的事实,将从应用到理论上改写仅从动物套搬的免疫表达,基因垂直抗性、水平抗性等原理研究的的多种机理、机制尚不能对一种病害有效的抗病历史。在对与多种细菌真菌侵染相关的良种活性抗病方面,表现出如在长期低温高湿条件下不粉种;玉米、大豆等喜温作物水份充足时地温0℃左右可萌根;湿种旱播后无水浇不会霉种;高抗现在很多农药都很难有效的病害:如霉菌类、根腐菌类、纹枯病类、疫霉菌类等病害及产生“超敏反应”等现象,甚至对病毒病也有明显抑、耐、抗性。这一特性为农业生产少用或不用农药创造了条件。 6、GPIT技术经诱导、调控后作物能在形态特征、细胞水平乃至分子水平表现出明显增强的非生物性抗逆,实现了在抗冷耐冻的同时耐热、耐旱,又能使优质小麦可“一种二收”、栽培水稻能“越冬再生”的农业的稻麦生产史上的重大突破。 GPIT技术使作物光合作用效率大幅度提高的历史性突破将清晰地表明农业生产将进入一个新纪元的时代,其产生的综合抗逆为特征的作物潜能优良性状连锁表达,使在正确使用技术的条件下,可明显提高作物抗冷、耐冻、耐荫、抗倒伏、避虫、耐虫、在适合温度、湿度条件下高耐盐碱也高抗酸雨,形态建成后可耐涝、耐旱等综合能力。大幅度提高根面效应现象及适合营养机制表达,快速、高效的信息、能量传递、转化、积累机制等一系列综合递增效应的直接结果就是在产量大幅度提高的同时提高品质,特别在一定逆境条件下,与对照比较更为显著。GPIT技术具有强烈淘汰劣种功能,但优质品种的良种的应用却可使种子用量可减少20-30%。在合理的栽培、管理措施下可基本不用农药,在减少化肥、农膜的使用量的同时节省工时成本,一般情况下,每亩可减少50-100元的投入;作物在不同环境及产量基础下增产幅度可达10-100%甚至更高,总的来说,越是逆境表现性状越是远远好于对照。其能在非正常节令强光照下栽培,能使作物所需积温大幅减少,生育期缩短,而且产品品质还能得到提高,能帮助生产者赢得市场的主动权。提高复种指数可变率和生物干物质积累量都是促使经济效益得到提高的有力手段。这种在全方位、大范围降低成本,增加收入的同时能显著保护生态、保护环境,从源头使农业面源污染得到根治,使社会综合效应得到提高的强大技术优势,是其它任何传统农业技术所无法比拟的。 GPIT不断地在科学生产实践中突破世界难题,十余年艰苦卓越的研究终于使一直以来困扰世界科学界多年的十大生物技术难题有望得以成功的解决。 解决了高海拔冷凉地区,喜温作物出苗不能抗御低温冷害侵袭及工厂化育秧的不耐荫的难题。 解决了“优质难高产,高产多污染”的难题。 解决了作物自身抗性表达,高抗根、茎、叶多种病害的世纪难题,为 人类与病害的斗争提供了新的思路、方法和途径。 解决了早熟必以低产劣质为代价、强抗逆必以低生物量,低生产产量为代价等的难题。 解决了积温紧张、不足地区的早播低温出苗难,种子病害多;因水灾、旱灾而延误播期致使低产乃至绝收的难题。 解决了株高双向调整抗倒及耐荫、耐渍和一定程度耐旱等相悖机制的双向协调表达的难题。 为良种研究、开发开创了新的应用途径并赋以新的意义。 为界定真正的生态农业撑起骨架,为中国面对21世纪生存最具潜在威胁的,也是中国最难治理的农业面源污染治理找到了最经济有效,切实可行的办法。 开辟了基因工程既可利用基因潜在优势,又无转基因污染后顾之忧的新途径。 为人类利用光合速率大幅度提高的机制将水廉价快速分解成H2 和O2的无污染能源研究提供了最有效的新途径。 为解决CO2的温室效应问题做出重大贡献。 GPIT仅是重大理论和应用技术的开创性突破,它创造了一个科学的神话,它并不是神话。因此其同样具备科学的双刃剑效应,比如,其一系列可安全表达的潜能是与一系列相应的技术新规程、要求和一定的环境条件,特别是水、土壤结构紧密相关的。所以有时若使用者按传统观念、操作方法和栽种模式来运用,可能不仅不能起到良效,反而有可能产生负面效应。如:1)、对种子质量要求很严,发芽势稍弱的种诱导后就很难出苗 2)、盖土不能过深,如玉米、小麦一般要求在3cm左右,大豆、花生、棉花等双子叶作物则只能在2-3cm左右;但因盖土浅,地表蒸发就快,再加上诱导后本身出苗对土壤有效水的要求就较高,而且出苗速度会减慢,就更容易因土表水不充分而出苗更慢。3)、有时过强的分蘖则可能造成群体密度过大,严重削弱单株光合作用能力,结果反而导致群体优势严重削弱。4)、出苗后虽有明显的耐旱性,如玉米中期虽可表达耐旱,但却因缺水而严重影响光合作用效率的提高,就会特别是影响早熟和抗病表达,也影响增产幅度。5)、对种子、化肥、农药过于敏感。在农药、化肥残留高的田地上,对照无影响,却对处理从出苗到产量都会产生严重影响,双子叶植物在高农药残留田地上甚至会完全不能正常出苗,花生甚至会因自身少量黄曲霉素的影响就难以正常出苗。不过这种双刃剑的负面效应和以往大多数科学双刃剑的负面效应根本不同的是:1)即便产生负面效应也不会造成污染;2)、这些负面效应多数是可通过人的正确合理的操作使其降到最低限度甚至完全可避免的。 GPIT技术及其指导理论的问世,以及那氏778诱导剂在大量科学生产实践中取得显著效果的事实,使许多发达国家提出的诸如:“光合作用效率难以大幅度提高,光节律、光周期、高能光波段等深层次光能及效率问题难以短期解决”,“基因表型不可诱导调控”,“只有转基因才能解决21世纪农业问题”“高海拔地区喜温作物出苗后各阶段不能抗御各种低温侵袭,生物产量、生产产量受紫外光抑制”,“生态保护与人类发展很难协调”“农业生产对温室效应的不良影响”等各种传统观点和理论不攻而破并可得到解决。 GPIT技术研究是一项伟大而宏远的研究,随着应用范围和应用大面积的扩大,研究和应用领域的快速拓展,更多、更新的课题和更有价值的挑战不断浮出水面;GPIT技术研究正在积累和整理大量的素材,力争在获得资金、仪器、设备的支持后,尽快实现更深入水平的研究突破和完成系统理论的全面体系构建, 为农业科学史甚至是人类社会发展史作出自己应有的贡献。
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