現(xiàn)代育種技術(shù)在植物品種改良中的應(yīng)用

何永云

摘 要 闡述了在植物品種改良中出現(xiàn)的一些現(xiàn)代育種技術(shù)，如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子標(biāo)記選擇技術(shù)、誘變技術(shù)、組織與細(xì)胞工程技術(shù)等。同時，未來的植物品種改良的方向做了簡要的討論，以期為同類研究提供參考。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代育種技術(shù)；植物產(chǎn)品；品種改良；應(yīng)用

中圖分類號：S567.239 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）12--02

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，植物產(chǎn)品的種類在數(shù)量上日益豐富，其質(zhì)量和安全問題也逐漸成為人們關(guān)注的熱點。植物的品種不管是從高產(chǎn)量的生產(chǎn)上還是高質(zhì)量利用上都處于至關(guān)重要的地位。優(yōu)良品種的選育不僅可以增加植物產(chǎn)品的數(shù)量，更是對生活質(zhì)量日益提高的一種保證。而先進、科學(xué)的育種技術(shù)手段又是植物優(yōu)良品種的前提，不僅能夠保證植物品種獲得一個較高的產(chǎn)出，還能促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展，對經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益都有益處。。

本文簡要闡述了在植物新品種選育中用到的一些現(xiàn)代育種技術(shù)，如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)、細(xì)胞工程技術(shù)和誘變技術(shù)等，以期為現(xiàn)代育種技術(shù)的發(fā)展與植物新品種的培育方向提供參考。

1 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用

以人的意念為準(zhǔn)則，將某一段基因或DNA進行分離和修飾后，以一定的手段將其轉(zhuǎn)入物體中，之后與受體生物的染色體整合、表達、遺傳的綜合性生物技術(shù)被稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，目前轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)達到一個很高的水平，按照不同的屬性可以將轉(zhuǎn)基因技術(shù)分為生物學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)方法3類。

1.1 生物學(xué)方法

生物學(xué)方法有農(nóng)桿菌（Agrobacterium tumefaciens）介導(dǎo)法、花粉管通道法等。農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是以根癌農(nóng)桿菌或發(fā)根農(nóng)桿菌為媒介，將外源基因通過感染的方式帶入植物基因組中，實現(xiàn)外源DNA到寄主植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)化?；ǚ酃芡ǖ婪ㄊ抢弥参镩_花、受精過程中產(chǎn)生的花粉管通道，將外源基因或DNA導(dǎo)入受精卵細(xì)胞，并發(fā)育成轉(zhuǎn)基因個體的遺傳轉(zhuǎn)化方法。目前，花粉管通道法已被廣泛應(yīng)用。

1.2 物理學(xué)方法

物理學(xué)方法包括基因槍法、顯微注射法、離子束介導(dǎo)法和電激法等?；驑尫ㄊ怯酶咚龠\動的金屬微粒將附著于其表面的DNA導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的一種轉(zhuǎn)基因技術(shù)[1]。電擊（激）法也稱電穿孔法，是在瞬時高壓電擊下，細(xì)胞膜上會出現(xiàn)小孔，電擊解除后，這些小孔還會自動閉合，在此期間外源DNA分子能通過小孔進入細(xì)胞，并與基因組發(fā)生整合。顯微注射法可以把外源基因直接注射到細(xì)胞核中。

1.3 化學(xué)方法

化學(xué)方法包括聚乙二醇法、脂質(zhì)體法等。

聚乙二醇（PEG）法是在多聚-L-鳥氨酸（PLO）、磷酸鈣及高pH值條件下PEG能誘導(dǎo)原生質(zhì)體攝取外源DNA分子。脂質(zhì)體法植物脂質(zhì)體介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法最初是從動物細(xì)胞的轉(zhuǎn)化發(fā)展起來的。

2 分子選擇技術(shù)的應(yīng)用

分子生物學(xué)的發(fā)展，催生了諸多分子選擇技術(shù)，如限制性片斷長度多態(tài)性（RFLP）、隨機擴增多態(tài)性 DNA（RAPD）等[2]。這種技術(shù)的應(yīng)用目前來說也已十分普遍，人們對7個不同野生群體的明黨參1個栽培群體的川明參進行ISSR分析，結(jié)果表明，黨參的遺傳多樣性較高，川明參的遺傳多樣性低于明黨參，聚類分析表明川明參與明黨參在DNA 水平出現(xiàn)了較大的遺傳分化[3]。通過ISSR分析篩選出了川明參的一個特有分子標(biāo)記，為實現(xiàn)川明參的分子標(biāo)記輔助育種提供了一定的基礎(chǔ)。

3 組織與細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用

植物細(xì)胞工程是一種處于細(xì)胞水平上的育種新技術(shù)，由于植物細(xì)胞具有全能性和均等分裂的特性，可以保證對單一細(xì)胞或者細(xì)胞團塊處理后，可以保證目標(biāo)性狀在再生植株上完整表達。植物細(xì)胞工程技術(shù)主要有染色體工程技術(shù)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)與無性系篩選、組織培養(yǎng)與體系胞雜交、器官與胚胎培養(yǎng)、植物脫毒快速繁殖與人工種子生產(chǎn)技術(shù)等種類。

對分子染色體工程育種開展了遠緣雜交技術(shù)創(chuàng)制了大白菜、甘藍、菜墓、芥藍及茄子等蔬菜新種質(zhì)[4]。在研究中利用多功能細(xì)胞融合儀，將甘藍葉內(nèi)和白菜原生質(zhì)體成功的融合，培育出了新的雜交種[5]。

4 誘變技術(shù)的應(yīng)用

植物誘變技術(shù)是指通過外界環(huán)境或者利用一些手段使得植物產(chǎn)生大量的不定向變異的一種新型育種技術(shù)，為培育新種質(zhì)、新品種及基因功能的研究等創(chuàng)造條件。植物誘變技術(shù)可以分為化學(xué)誘變、物理誘變和生物誘變。

化學(xué)誘變化學(xué)誘變劑的確定主要取決于誘變的目的、誘變材料的性質(zhì)及試驗條件等，可以分為兩類：一類是針對植物倍性改良的誘變劑，另一類則通過植物細(xì)胞在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄過程中滲入細(xì)胞內(nèi)，發(fā)生堿基的替代或嵌入堿基之間，造成染色體變異，進而發(fā)生復(fù)制或轉(zhuǎn)錄錯誤。物理誘變是通過一些射線、粒子和聲波等的物理手段對植物進行誘變處理的一種新技術(shù)。典型的物理誘變劑有4大射線、紫外線、快中子、微波、超聲波、電磁波、激光處理、重離子注入和高靜水壓等。

空間誘變指由太空的特殊環(huán)境誘發(fā)植物突變的一種技術(shù)，春小麥在經(jīng)過太空微重力、弱地磁、高能粒子、宇宙射線及高真空等極端環(huán)境之后，與地面的對照小麥相比，在各方面都表現(xiàn)出很強的優(yōu)勢，如發(fā)芽、出苗率高，生長快，產(chǎn)量增大等[6]。

利用生物因子誘發(fā)植物發(fā)生變異產(chǎn)生有利突變體的方式稱為生物誘變。用Ac/Ds系統(tǒng)作用于水稻，組建突變庫，再由雜交進行篩選，可以獲得了優(yōu)良突變種。

5 結(jié)語

長期以來，由于人類的介入，出現(xiàn)許多新品種新類型的植物，更新速度遠遠超過了自然進化的過程，使農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率大幅度提高。但是在帶來了顯著的經(jīng)濟效益的同時，其安全問題也引人深思。人工選擇作為進化的一種，但是如今多種新型技術(shù)的不斷開發(fā)，進化和變異成為植物生長的一個主旋律，進化方向和安全成為育種工作面臨的最大問題。因此，在今后研發(fā)更多育種手段的同時，應(yīng)該著重考慮新品種的安全問題。在保證植物產(chǎn)量的同時更加注重產(chǎn)品的質(zhì)量，以此為方向，形成以常規(guī)育種為基礎(chǔ)，多種現(xiàn)代育種技術(shù)相結(jié)合的育種技術(shù)體系，是提高植物遺傳改良效率和水平的發(fā)展趨勢。

參考文獻

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[3]邱英雄，傅承新，吳斐捷.明黨參與川明參群體遺傳結(jié)構(gòu)及分子鑒定的ISSR分析[J].中國中藥雜志，2003，28（7）：598-602.

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[5]李培夫.細(xì)胞工程技術(shù)在作物上育種上的應(yīng)用新進展[J].新疆農(nóng)墾科學(xué)，2000（3）：1-4

[6]王廣金，閆文義，孫巖，等.春小麥航天育種效果的研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2004，18（4）：257-260.

（責(zé)任編輯：趙中正）