生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

秦蕊

（內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)農(nóng)牧業(yè)局，內(nèi)蒙古赤峰024000）

生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

秦蕊

（內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)農(nóng)牧業(yè)局，內(nèi)蒙古赤峰024000）

生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用，彌補(bǔ)了常規(guī)技術(shù)的一些不足之處，加快了育種速度，提高了育種成功率，增大了玉米產(chǎn)量，已經(jīng)受到越來越多人的青睞。論述了幾種應(yīng)用普遍的生物技術(shù)，并探討各種生物技術(shù)在玉米育種中的發(fā)展前景。

玉米育種；生物技術(shù)；應(yīng)用

1 基因工程的應(yīng)用

DNA重組技術(shù)或基因拼接技術(shù)，也就是我們所說的基因工程，它建立在分子遺傳學(xué)理論的基礎(chǔ)之上，采用分子生物學(xué)和微生物學(xué)的手段，為不同出處的基因制作路徑，把體外雜種DNA分子導(dǎo)入到活細(xì)胞中去，生物本身的遺傳特征變異，從而創(chuàng)造出新品種。1980年以來，科技人員通過研究實(shí)現(xiàn)了不同基因在同一物種內(nèi)以及不同物種間的交流，大大改良了植物性能，種質(zhì)庫大為豐富，隨后基因工程開始在玉米育種中使用。考慮到技術(shù)層面，轉(zhuǎn)基因工程玉米育種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于建立高效、穩(wěn)定、易于再生的受體系統(tǒng)。相關(guān)專家指出，玉米轉(zhuǎn)基因受體系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下條件：首先，遺傳體系穩(wěn)定，能穩(wěn)定地將外部基因遺傳給下一代，理想情況是已經(jīng)在生產(chǎn)中形成了大量的、得到大范圍推廣的優(yōu)良雜交種的自交系；其次，轉(zhuǎn)基因受體要易于培養(yǎng)，并且容易大量地提供；再者，轉(zhuǎn)基因受體要有較好地對(duì)選擇性抗生素的敏感度，這樣篩選鑒定的過程才能比較順利，進(jìn)而保證之后各環(huán)節(jié)的順暢；第四，要有很好的再生能力，能夠穩(wěn)定地再生植株轉(zhuǎn)化后篩選出的陽性克隆。當(dāng)然如果轉(zhuǎn)化采用的是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，則要求受體系統(tǒng)對(duì)農(nóng)桿菌侵染有一定的但不過分的敏感度。

玉米轉(zhuǎn)基因育種作為一種新的技術(shù)，通過應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)不同物種間基因的交流，這種跨物種、跨基因交流可以實(shí)現(xiàn)“優(yōu)勝劣汰、取長補(bǔ)短”，充分發(fā)揮某些物種的優(yōu)良基因的長處，拓寬了玉米種質(zhì)資源的范圍，還可以保證改良玉米品種向理想的方向發(fā)展。

2 分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用

分子標(biāo)記技術(shù)研究出來之前，玉米育種時(shí)常利用形態(tài)學(xué)標(biāo)記及生化標(biāo)記作輔助，但這兩種方法的缺點(diǎn)很明顯，即標(biāo)記數(shù)量少且受環(huán)境影響較大，效果很不好。以DNA多態(tài)性為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)頗多：多態(tài)性高、覆蓋整個(gè)基因組、沒有組織特異性、不存在發(fā)育階段的差異、不受環(huán)境影響及遺傳穩(wěn)定。分子標(biāo)記經(jīng)歷了30多年的迅猛發(fā)展，多種類型已被專家開發(fā)出來，其中發(fā)展最快、應(yīng)用最為廣泛的是單核普酸多態(tài)性。分子標(biāo)記技術(shù)在玉米育種的多方面都得到了廣泛而深入的應(yīng)用，如構(gòu)建玉米遺傳圖譜、分析遺傳多樣性、劃分群體、預(yù)測雜種優(yōu)勢、定位目標(biāo)性狀基因等方面，極大地方便了玉米育種工作。

就其意義而言，應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)為玉米遺傳連鎖圖譜的創(chuàng)建奠定了基礎(chǔ)，為基因的定位研究提供了有價(jià)值的參考。近年來，分子標(biāo)記技術(shù)在玉米育種中越來越廣泛地受到應(yīng)用，不同學(xué)者采用分子標(biāo)記方法都取得了不同方面的成功，減少了田間工作時(shí)間，分類效率卻大為提高。在玉米種子純度的鑒定中，分子標(biāo)記應(yīng)用得較為成熟，國家也制定了相應(yīng)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，用以規(guī)范這一技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，表明這一技術(shù)的應(yīng)用前景極為樂觀。在實(shí)踐操作中，分子標(biāo)記手段的應(yīng)用大大提高了玉米雜交種的純度，種子的質(zhì)量得到了保障，比以往的單粒播種方式更加高效，節(jié)約了資源，降低了資金投入。

3 單倍體技術(shù)的應(yīng)用

單倍體技術(shù)屬于細(xì)胞工程的一種，所謂細(xì)胞工程是指結(jié)合生物學(xué)和遺傳學(xué)進(jìn)行一系列的操作，也就是通過將細(xì)胞結(jié)構(gòu)重新排列組合，使生物的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，也就是在細(xì)胞融合與分裂、核質(zhì)移植、染色體或基因移植的基礎(chǔ)上，快速地得到人們理想中的新物種、新品系。單倍體技術(shù)在玉米育種中所起的作用主要是加快了玉米自交系的培養(yǎng)速度，在單位時(shí)間內(nèi)培育的玉米數(shù)量大為增多。單倍體育種的兩個(gè)主要方法是孤雄生殖和孤雌生殖。孤雌生殖一般采用花粉培養(yǎng)，兩種方法最為常見：一個(gè)為離體子房培養(yǎng)，另一個(gè)為藥劑誘導(dǎo)孤雌生殖。常用的玉米育種單倍體技術(shù)有花藥培養(yǎng)、Stock6單倍體技術(shù)、化學(xué)誘導(dǎo)孤雌生殖技術(shù)等。近年來，該技術(shù)在玉米育種過程中效果卓著，但仍然存在一些缺不足之處。例如不能改善不良基因，使得不良基因仍然還能夠再生；基因間的重組率不高，不能提高單倍體的誘導(dǎo)頻率等。此外，重組二倍體時(shí)染色體加倍有難度。盡管有這些不足之處，但是單倍體技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用應(yīng)該受到足夠重視。

4 小結(jié)

綜上所述，生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用能夠節(jié)約時(shí)間和物質(zhì)資料，在一定時(shí)期內(nèi)可以培育出更多的、更加優(yōu)良的種子，通過生物技術(shù)的不斷研發(fā)和更加深入的應(yīng)用，一定能夠滿足農(nóng)民的需求，加快玉米生產(chǎn)速度，更快地?cái)U(kuò)大玉米生產(chǎn)規(guī)模，從而保證農(nóng)業(yè)和社會(huì)的和諧發(fā)展。

1005-2690（2017）01-0084-01

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2016-12-19）