紫糯玉米遺傳與育種探析

越剛 趙靜紅 趙海濤 彭輝

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）11-0102-01

隨著雜交水稻的面世，雜交技術漸漸為人們所知并且廣泛應用于其他農(nóng)作物以及畜牧業(yè)中。近年來玉米作物的發(fā)展迅速，很大程度上緩解了我國的糧食問題。但隨著人們生活水平的提高，人們對食品的營養(yǎng)、質量以及口味都有了更高的要求。紫糯玉米就在這樣的大背景下應運而生，成為農(nóng)作物市場上的重點關注對象。

一、玉米籽粒色素分布與遺傳

大量生物研究數(shù)據(jù)表明，玉米籽粒的色素分布較廣，不單單集中在一個部分，而是主要分散在果皮、糊粉層以及胚乳淀粉三個部分。

果皮的顏色種類多樣，從生物遺傳角度來說，通常不止一對遺傳基因來控制，果皮顏色最常見的是有兩對遺傳因子控制基因決定色澤這一性狀的表達。而從果皮色澤性狀的歸屬劃分為母本基因型而非父本基因型。

分布在糊粉層的玉米粒色素顏色比起果皮顏色來說更為多樣，不少學者認為這部分色素在遺傳過程中不是由簡單的單基因控制性狀而是由復雜的多基因控制性狀表達，當然此說法尚未得到科學證明，因此仍然具有爭議。從生物遺傳基因方面分析玉米籽粒顏色的遺傳問題可以得出一個顯而易見的結論，即白糯米在育種過程中很難受到籽粒顏色的干擾而造成雜色玉米籽粒的出現(xiàn)。因此，在進行紫糯玉米的培育研究過程中，對顏色性狀的基因控制配合是一項重點也是難點工作。

上個世紀四十年代初，生物學家在進行遺傳研究時發(fā)現(xiàn)，紫玉米籽粒顏色受到外界不穩(wěn)定因素的影響會造成部分花斑紋的變異。而這種變異的主要表現(xiàn)在糊粉層的顏色上，糊粉層在受到外界不穩(wěn)定因素干擾以后，玉米籽粒表現(xiàn)出的紫色性狀會消失，而在一段時間后紫色性狀又會恢復。并且，在進行玉米雜交之后產(chǎn)生的后代也常常發(fā)生此類不穩(wěn)定的顏色變異。生物學家進行大量的細胞學觀察研究后發(fā)現(xiàn)此變異突變是與染色體的斷裂有關，造成基因跳躍因此性狀突變。將此特性結合在紫糯玉米的研究中，能夠進一步研究紫糯玉米的性狀以便順利展開其培育工作。

二、紫糯玉米的育種途徑

1.紫糯玉米育種閾值

將閾值引用至生物中，其特指系統(tǒng)或個體針對某一反應的最低刺激強度。將其引用值生物育種過程中，可以將其視為生物優(yōu)勝劣汰過程中，某一性狀被淘汰或是被選中而大量出現(xiàn)的一種臨界條件。研究過程中常常將此類被選中淘汰的性狀稱之為閾淘汰性狀。針對紫糯玉米的育種研究而言，判定其閾值，選中其閾淘汰性狀尤為重要。即要選出社會發(fā)展過程中最符合社會成員現(xiàn)實需求的生物性狀，將不同品種的有益性狀結合于同一生物品種中，大量生產(chǎn)引入市場，造福社會群眾。因此，紫糯玉米育種研究中，確定其閾值是至關重要的步驟之一。

2.紫糯玉米育種方法

隨著現(xiàn)代生物科技的不斷發(fā)展，對紫糯玉米的育種方法已經(jīng)發(fā)展出了多種多樣的技術手段。而當前生物農(nóng)業(yè)上最常使用的育種方法主要是使用回交與二環(huán)系育種方法。糯玉米的性狀表達為隱形，紫玉米的性狀表達為顯性，回交與二環(huán)系育種方法在雜交方法中又稱為側交，即使用顯性雜合子與隱形純合子進行雜交，因此，紫玉米必須選用雜合子與糯玉米進行雜交育種。下面將紫糯玉米的雜交育種方法，及回交與二環(huán)系育種方法以圖表示出來，直觀分析此方法的基因型組合改變情況以判別其遺傳性狀變化。

由上面流程圖可知，只進行單次或是少數(shù)幾次的回交難以將所有的子代性狀都變成所需要的性狀表形，在此過程中，由于顏色以及糯性的性狀控制不單單與對基因控制，常常會出現(xiàn)既不同于母本也不同于父本的性狀表形，因此，需要進行多次的回交，將所有的非紫糯玉米純合子進行篩選排除，使后代保持穩(wěn)定的遺傳性狀。

除常用的回交與二環(huán)系育種方法以外，生物上還常常使用轉座子追蹤法、輪回選擇方法或是外界誘導基因突變等方法進行育種。轉座子追蹤法是近年剛剛興起的新技術，通俗地講，即使用基因探針，在生物基因庫中篩選相關性狀需要的突變基因，以獲得所需子代性狀。外界誘導基因突變法生物上最常使用的是化學、物理誘導因子，如射線、堿基類物質對相關植株進行誘導其突變而獲得所需基因。另外，也常常使用生物因素，如病毒等對相關植株進行誘導變異。然而需要注意的是，誘導基因突變法有著極大的不穩(wěn)定性，要常常準確獲得所需基因，造成不必要的損失。

三、紫糯玉米繁育與開拓

紫糯玉米的繁育過程除了需要考慮玉米異花傳粉繁殖特點，必須嚴格做到去雄去雜，防止其他花粉以及對其后代造成影響。在進行傳粉及培育過程中，必須嚴格控制不同植株種植間距，防止其他基因型花粉的干擾，造成后代性狀分離。除此之外還需要注意以特種作物品質的控制，子代優(yōu)良性狀表達的基礎條件是父本、具有良好的基因，必須選取優(yōu)良品種的紫玉米、白糯米進行雜交配種，以求育出高品質、高標準的符合市場需求的紫糯玉米。

紫糯玉米作為現(xiàn)代社會人們特殊要求下的新型產(chǎn)物，有著廣大的發(fā)展前景和市場需求，因此，研發(fā)出最優(yōu)培育方法，提高培育效率，降低育種成本，對提高紫糯玉米在作物市場中的市場占有率有著重要作用。

四、結束語

總之，隨著社會經(jīng)濟水平、科技水平的不斷進步，人們對于農(nóng)業(yè)食品作物的要求會越來越高，而紫糯玉米在結合了紫玉米與糯玉米兩者優(yōu)勢的情況下，在未來糧食市場上會占據(jù)越來越重要的作用。因此，考察分析紫糯玉米的遺傳培育對于進行進一步的科技創(chuàng)新，提高紫糯玉米的特性有著重要作用，能夠對紫糯玉米進行進一步開發(fā)研究提供重要指導，進一步開拓紫糯玉米的市場。