生物技術(shù)在植物育種中的應(yīng)用

摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞與組織的培養(yǎng)新技術(shù)，以及原生質(zhì)體的培養(yǎng)與體細(xì)胞的雜交技術(shù)及重組的DNA新技術(shù)。這些都是相對(duì)于原始傳統(tǒng)的育種技術(shù)水平來(lái)講的新技術(shù)。由于這些新技術(shù)在創(chuàng)造新生物基因方向上的特色作用，成為了對(duì)傳統(tǒng)育種技術(shù)的一個(gè)重要補(bǔ)充與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；植物育種；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)： S335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.08.042

1植物育種中細(xì)胞與組織培養(yǎng)的應(yīng)用問(wèn)題

1.1體細(xì)胞的變異體與突變體的篩選工作

在離體條件之下的植物體細(xì)胞，及在離體培養(yǎng)工作之前，則會(huì)產(chǎn)生各種各樣的遺傳與不遺傳的變異情況。一般情況下，把這種遺傳的變異現(xiàn)象稱(chēng)作為無(wú)性系的變異。把不加注任何選擇性壓力條件而篩選出來(lái)的變異個(gè)體稱(chēng)作為變異體；把經(jīng)過(guò)了施加某些選擇性的壓力篩選出來(lái)的無(wú)性系的變異情況稱(chēng)作突變體。對(duì)于無(wú)性系的變異篩選與在個(gè)體水平上進(jìn)行的誘變和篩選有明顯區(qū)別。前者變異頻率高、穩(wěn)定快，而且可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有控制地進(jìn)行，節(jié)省人力、物力和財(cái)力，并能大大提高選擇效率。尤其是在純系中選擇，更能在短期內(nèi)奏效。因而被認(rèn)為是一種最可能首先應(yīng)用于育種實(shí)踐的手段。

1.2離體培養(yǎng)技術(shù)在植物育種工作中的應(yīng)用

用胚珠或子房進(jìn)行培養(yǎng)和使用試管受精，是可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性的有效技術(shù)手段。離體胚的培養(yǎng)在育種中的應(yīng)用，使遠(yuǎn)緣雜種的胚發(fā)育成植株，在植物遠(yuǎn)緣雜交中，時(shí)常形成發(fā)育不全、沒(méi)有生活力的種子；促進(jìn)核果類(lèi)植物胚的后熟作用，如果以早熟的作物品種為其母本和晚熟品種進(jìn)行雜交試驗(yàn)，就很難獲得雜交的后代。如使用幼胚離體來(lái)進(jìn)行培養(yǎng)就能獲得品種雜交后代。一般在核果種類(lèi)的早熟性育種過(guò)程中常常采取這一方法；打破原種子固定的休眠期限，有些植物種子的休眠期很長(zhǎng)，有人認(rèn)為種子休眠期的長(zhǎng)短與胚乳有關(guān)，在離體培養(yǎng)時(shí)如果帶上胚乳，胚的生長(zhǎng)就會(huì)受到抑制。

1.3細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)的其他利用途徑

快速繁殖，通過(guò)分生組織的培養(yǎng)，可以更快速度的繁育出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物品種，如一些特色花卉和藥材等。一般情況下，某些植物使用此種方法，在一年之中可以產(chǎn)生106～107個(gè)植株數(shù)量。通過(guò)這個(gè)方法培植的植株品種都非常整齊。尤其是特別珍貴的基因類(lèi)型，使用這一方法進(jìn)行擴(kuò)繁會(huì)更加有意義；種質(zhì)保存工作，一些植物在種質(zhì)保存過(guò)程中已很正式的采取組培的方法。在荷蘭所有的甜菜種質(zhì)一般都是采用這種方法進(jìn)行保存的。通過(guò)組培的過(guò)程淘汰種質(zhì)中的病毒，可能會(huì)淘汰一些存在的細(xì)菌。這些對(duì)一些園藝植物以及營(yíng)養(yǎng)性繁殖的植物都十分重要。當(dāng)前，在我國(guó)很多植物品種也都是通過(guò)這種技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行脫毒，以此獲得的品種的后代可以很大程度地提升植物的產(chǎn)量。

2做好植物原生質(zhì)體的培養(yǎng)與體細(xì)胞雜交工作

植物的原生質(zhì)體是使用特殊的操作方法把細(xì)胞壁脫去，保留裸露的和具有生活力的原生質(zhì)團(tuán)。如果就單個(gè)植物細(xì)胞來(lái)講，它除了無(wú)細(xì)胞壁之外，具有活性細(xì)胞的所有特征。培養(yǎng)原生質(zhì)體，首先是要通過(guò)原生質(zhì)體的培養(yǎng)，可以制造出單細(xì)胞的無(wú)性系。如同在細(xì)胞或組織培養(yǎng)中篩選無(wú)性系變異一樣，利用原生質(zhì)體進(jìn)行這種篩選也是一個(gè)重要的育種途徑。其次是原生質(zhì)體還可當(dāng)作基因進(jìn)行轉(zhuǎn)化的受體使用，讓它可以接受外源的遺傳物質(zhì)而產(chǎn)生出新生的變異種類(lèi)。除此之外，還能夠使用原生質(zhì)進(jìn)行很多非常基礎(chǔ)性的研究工作，比如：細(xì)胞的生理、基因的調(diào)控以及分化和發(fā)育方面等。然而，在植物育種工作中，應(yīng)用最多、期望值最高的就是植物體細(xì)胞的雜交方面。

體細(xì)胞的雜交又可稱(chēng)為原生質(zhì)體的融合，它是指這兩種原生質(zhì)體之間的雜交現(xiàn)象。同時(shí)這一雜交又是不同于有性雜交的一個(gè)重要的雜交形式。這絕不是雌雄配子之間進(jìn)行的結(jié)合，卻是具備完全遺傳物質(zhì)的體細(xì)胞間進(jìn)行的融合過(guò)程。所以，雜交產(chǎn)物—異形的核細(xì)胞或者是異核體當(dāng)中將含有雙親體的細(xì)胞之中的染色體數(shù)量的總和以及其全部的細(xì)胞質(zhì)。一般情況下，體細(xì)胞雜交的最大特征是可以使有性雜交中不親和的雙親間雜交成功。這也是雜交在體細(xì)胞水平上，使其雙親之間的親和性或者是相容性方面都能有所提升，由此也有可能會(huì)擴(kuò)大在雜交親本方面及植物種質(zhì)資源方面的使用范圍。通常在禾本科植物間進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交時(shí)，由于雙親間的親和性很小，所以很難成功。

3重組DNA技術(shù)在植物育種中的應(yīng)用

重組DNA技術(shù)又稱(chēng)分子克隆或基因工程。這項(xiàng)技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)已顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這種基因能轉(zhuǎn)移當(dāng)代表達(dá)，并能傳給下代。在溫室中所有與轉(zhuǎn)基因植株接觸的鱗翅目幼蟲(chóng)在7天內(nèi)就會(huì)死亡，而對(duì)照株上只有5%的幼蟲(chóng)死亡。在另一組實(shí)驗(yàn)中，與轉(zhuǎn)基因植株接觸的幼蟲(chóng)在5天內(nèi)全部死亡，它們對(duì)葉片僅有微小的損傷；而對(duì)照植株上的幼蟲(chóng)，在4～7天內(nèi)造成很大危害，10～15天后把植株完全毀掉。這說(shuō)明轉(zhuǎn)移的基因在受體內(nèi)得到了充分表達(dá)。

4 結(jié)語(yǔ)

十幾年來(lái)，生物技術(shù)在植物育種中已經(jīng)充分地顯示了它巨大的創(chuàng)造力和生命力。由于生物技術(shù)的進(jìn)一步完善和發(fā)展，將給植物育種帶來(lái)革命性的變化。20世紀(jì)內(nèi)在無(wú)性系變異篩選方面，將對(duì)植物的抗病性、抗旱、抗鹽堿、抗除草劑以及品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分等性狀發(fā)揮積極的作用。通過(guò)體細(xì)胞雜交導(dǎo)入植物有益性狀的工作，將在十字花科、茄科和水仙科等植物中取得令人矚目的成果。

作者簡(jiǎn)介：李勝敏，本科學(xué)歷，農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣和服務(wù)。