生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

張賀明，夏廣軍，邢立成

（三北種業(yè)有限公司，河北 承德 068150）

在種植技術(shù)不斷提高的過程中，常規(guī)的玉米育種技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化對玉米產(chǎn)量的需求。常規(guī)玉米育種有較長的生長周期，并且有較低的選擇效率，很難在短時間內(nèi)進(jìn)行符合自己預(yù)計目標(biāo)的品種選擇。即使選擇出來的品種達(dá)到了種植要求的標(biāo)準(zhǔn)，也無法滿足大規(guī)模種植的生產(chǎn)需求。生物技術(shù)的應(yīng)用使上述問題得到了解決，借助生物技術(shù)進(jìn)行玉米育種，能盡可能地提高玉米的種植效率以及質(zhì)量，同時也在一定程度上豐富了玉米的種類。

1 生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

1.1 細(xì)胞工程的應(yīng)用

在深入研究細(xì)胞的過程中利用了生物學(xué)以及遺傳學(xué)，能夠發(fā)現(xiàn)：如果創(chuàng)造一個比較適宜的環(huán)境，就能根據(jù)人們的意愿合理地培養(yǎng)、繁殖組織細(xì)胞，甚至是重新排列細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。改進(jìn)和完善生物功能和結(jié)構(gòu)，滿足人們需求的新品種就是細(xì)胞工程。改良和創(chuàng)新新物種，促進(jìn)植物體的繁殖是細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)種植中的主要作用。細(xì)胞工程在玉米育種應(yīng)用中的關(guān)鍵就是細(xì)胞或組織培養(yǎng)。在多年以前，已經(jīng)有外國學(xué)者針對玉米幼胚進(jìn)行了研究，誘導(dǎo)其愈傷組織，進(jìn)而獲得了再生的植株。但是這個過程可能會受到多種因素的影響，所以要想獲得再生植株，概率非常小。對研究的資料進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，在玉米育種的過程中，借助細(xì)胞工程理論，合理地選擇基因材料，就能在一定程度上提高誘導(dǎo)率，甚至培育出新品種的玉米。而且在育種的過程中，單倍體技術(shù)已經(jīng)取得了成功，最常見的玉米單倍體育種技術(shù)包括化學(xué)誘導(dǎo)孤雌生殖、Stock6單倍體技術(shù)、花藥培養(yǎng)技術(shù)。單倍體技術(shù)在玉米育種中的發(fā)展雖然小有成就，但是仍存在一些問題急需解決，即如何提高單倍體的誘導(dǎo)率、改善不良基因，或提高基因間的重組率等，但重點應(yīng)依舊放在玉米育種的技術(shù)上。

1.2 轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用

在玉米育種的過程中利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)是非常常見的，這種技術(shù)是經(jīng)過修飾后的外源基因或較優(yōu)良的內(nèi)源基因在物種間相互交流，進(jìn)而改良某些性狀，而且物種攜帶的不足基因能夠得到改善。在玉米育種中應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，突破了以往物種之間的基因交流界限，把不同物種優(yōu)良的基因吸收進(jìn)來，進(jìn)行玉米育種的改良工作，使玉米育種的質(zhì)量得到較大程度的提高。

1.3 分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用

分子標(biāo)記技術(shù)是研究動植物遺傳過程中常用的技術(shù)。它的優(yōu)點就是操作簡單、省時省力、可以較快找到問題來源。目前在玉米植物育種和生產(chǎn)研究中也已經(jīng)應(yīng)用了分子標(biāo)記技術(shù)，主要是研究基因定位、輔助育種等方面，并且獲得了一部分成就。在玉米種質(zhì)資源、遺傳多樣性以及自交鑒定上，應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)可以發(fā)揮出其最大的價值。另外，此技術(shù)廣泛應(yīng)用在抗性和主要經(jīng)濟(jì)性狀以及玉米雜種優(yōu)勢、產(chǎn)量預(yù)測方面。

2 生物技術(shù)在玉米育種中的限制因素

在玉米育種的過程中利用生物技術(shù)，雖然能夠提高育種的質(zhì)量，但是在整個過程中也有一些限制。第一，研究生物技術(shù)有十分高的價格，化學(xué)試劑的價格也較高，而且當(dāng)前生物技術(shù)應(yīng)用在玉米育種中還處于發(fā)展的初級階段，沒有很高的轉(zhuǎn)化率、沒有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且玉米的基因類型也會影響到生物技術(shù)的正常使用。第二，可利用的基因以及基因標(biāo)記十分匱乏，選擇目標(biāo)基因十分困難。第三，在玉米育種過程中利用生物技術(shù)會出現(xiàn)基因沉默的情況，那么就不能插入新基因，也無法進(jìn)行基因顯性表達(dá)。

3 結(jié)論與展望

生物技術(shù)是補(bǔ)償和完善常規(guī)玉米育種的方法，它對常規(guī)方法的缺陷進(jìn)行了彌補(bǔ)。通過生物技術(shù)可以改良玉米基因，提高玉米基因的品質(zhì)，使玉米更加高產(chǎn)，增強(qiáng)玉米的抵抗能力，同時提高玉米的種植效率。在玉米育種的過程中利用生物技術(shù)已經(jīng)十分成功，并且取得了一定的成就，但是仍然有一些問題需要優(yōu)化和完善。例如，在玉米育種中應(yīng)用生物技術(shù)，很少能聯(lián)系實際，只是應(yīng)用在一些科研院校和企事業(yè)單位，并且在實際玉米生產(chǎn)過程中效果并不理想。但是生物技術(shù)的前景非常廣闊，在科技不斷發(fā)展的過程中，玉米育種的地位將會越來越高，也會朝著更加完善、科學(xué)的方向發(fā)展，進(jìn)而提高玉米的產(chǎn)量，推動我國社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展。