生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用初探

王克麗

摘 ? 要：玉米是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種非常重要的農(nóng)作物類型，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的需求量以及種植中要求的技術(shù)含量都在不斷提升。為了滿足不同玉米作物利用價(jià)值的需求，需要從育種階段就融入新的技術(shù)來調(diào)整和實(shí)現(xiàn)育種方面的要求，生物技術(shù)就是一種應(yīng)用于玉米育種中的典型技術(shù)類型，為了取得更好的應(yīng)用效果，就具體應(yīng)用的角度進(jìn)行了分析和研究，供參考。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù);玉米育種;應(yīng)用分析

生物技術(shù)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)技術(shù)類型的新型技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，其主要通過技術(shù)手段對(duì)農(nóng)作物品種進(jìn)行改良，從而達(dá)到良好的應(yīng)用效果，從產(chǎn)量、質(zhì)量和技術(shù)含量上來提升農(nóng)作物的水平。

1 ? 生物技術(shù)的應(yīng)用意義

生物技術(shù)主要是基于我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求和農(nóng)作物生產(chǎn)需求而提出應(yīng)用的一種技術(shù)類型。在生物技術(shù)中，不同的技術(shù)應(yīng)用方法所取得的應(yīng)用效果也存在一定的差異。但總體來講，生物技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于農(nóng)作物的生產(chǎn)和培育仍然具有重要的意義，應(yīng)該引起相關(guān)人員的高度重視。

1.1 ? 提高農(nóng)作物產(chǎn)量

這一點(diǎn)主要是為了滿足目前農(nóng)作物產(chǎn)量需求逐步增大的要求而表現(xiàn)出來的應(yīng)用意義。在生物技術(shù)的應(yīng)用中，農(nóng)作物的生命周期能夠在一定程度上進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，從而使得農(nóng)作物的產(chǎn)出周期發(fā)生一定程度的變化，這種變化是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的一個(gè)重要條件。同時(shí)，從基礎(chǔ)的角度上來說，產(chǎn)量的提升也伴隨著農(nóng)作物質(zhì)量的同步保障[1]。

總的來講，通過生物技術(shù)的干預(yù)提升玉米的產(chǎn)量，能夠保證對(duì)于玉米種植效果的良好控制，更多地規(guī)避自然環(huán)境因素以及外部其他因素可能對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量產(chǎn)生的不良影響。

1.2 ? 優(yōu)化農(nóng)作物的品種

農(nóng)作物品種性能的改良主要是基于滿足不同維度的農(nóng)作物價(jià)值利用要求而提出的。以玉米為例，其包括了作為糧食、油脂及玉米副產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值等。通過生物技術(shù)的應(yīng)用，能夠達(dá)到顯著的效果，在一定程度上擴(kuò)大了玉米的單方面應(yīng)用價(jià)值和產(chǎn)量，從而促使單一品種的玉米農(nóng)作物可以大規(guī)模地應(yīng)用在專項(xiàng)領(lǐng)域內(nèi)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.3 ? 減少玉米的病害概率

從現(xiàn)實(shí)出發(fā)來講，玉米病害的發(fā)生是影響玉米品質(zhì)的一個(gè)重要因素，這種因素不僅會(huì)引起玉米減產(chǎn)，更有可能導(dǎo)致病害的廣泛傳播。而如果應(yīng)用了生物技術(shù)進(jìn)行玉米育種，則可以通過外部技術(shù)的實(shí)施將可能引發(fā)病害的一些基因方面的因素進(jìn)行剔除，從而使得玉米品種本身的抗病害能力加強(qiáng)，這也是現(xiàn)代農(nóng)作物生產(chǎn)中的一個(gè)非常重要的內(nèi)容。

2 ? 玉米育種的改良技術(shù)分析

從生物技術(shù)的角度來分析，目前所應(yīng)用的生物技術(shù)主要是通過轉(zhuǎn)基因的方法來實(shí)現(xiàn)玉米的育種和改良。轉(zhuǎn)基因技術(shù)從性質(zhì)上來說屬于生物工程技術(shù)中非常重要的一個(gè)組成部分，下文就針對(duì)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)玉米品種的改良來進(jìn)行探討。

2.1 ? 農(nóng)桿菌介導(dǎo)技術(shù)

這種技術(shù)是通過依附在植物表面的農(nóng)桿菌以及相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來維持生物的生存，在這種方法的應(yīng)用中，具體的細(xì)菌類型為藍(lán)氏陰性細(xì)菌，如果對(duì)這種菌群進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分，又可以分為根癌農(nóng)桿菌和發(fā)狀農(nóng)桿菌。從應(yīng)用頻率上來講，前者在玉米的基因育種中有更加廣泛的應(yīng)用。

主要的應(yīng)用方式是通過將菌群侵染至植物的受傷區(qū)域，將其中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA區(qū)域轉(zhuǎn)移到植物的受體細(xì)胞中，并進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)化和輸送到植物的基因組中，這種轉(zhuǎn)化應(yīng)用方法是從植物的基因角度進(jìn)行轉(zhuǎn)換和移植，從而改變植物的整體基因序列，達(dá)到品種改良的目的。由于其在應(yīng)用中需要借助菌群的力量，因此技術(shù)應(yīng)用和管理人員需要特別注意對(duì)于菌群的引入和應(yīng)用量的控制，因?yàn)榧?xì)菌的危害性非常顯著，如果不能做到對(duì)用量的嚴(yán)格控制，則有可能使得生物技術(shù)的應(yīng)用起到一定的反作用。

2.2 ? 基因槍法技術(shù)

這種技術(shù)的實(shí)施主要是依靠粒子的力量，通過粒子的轟擊效應(yīng)從而達(dá)到轉(zhuǎn)基因的目的。在具體的應(yīng)用原理方面，這種方法主要是利用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的金屬微粒子，將DNA分子帶入到受體細(xì)胞中，從基因的傳導(dǎo)方法和性質(zhì)上來說，屬于比較直接的一種基因?qū)霊?yīng)用的方法[2]。

2.2.1 ? 特點(diǎn)

這種技術(shù)的主要特點(diǎn)是，針對(duì)植物進(jìn)行應(yīng)用時(shí)總體的適用范圍較廣，并且在具體的基因轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)中，也能夠適應(yīng)多種基因同步轉(zhuǎn)化的要求。

2.2.2 ? 缺陷

這種方法在應(yīng)用的過程中受到的主要阻力在于整體的運(yùn)用成本過高，這使得技術(shù)在選擇應(yīng)用時(shí)受到了一定程度的限制。另外，在應(yīng)用這種生物技術(shù)進(jìn)行基因復(fù)制的過程中，也容易受到外部環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生DNA片段斷裂和沉默的現(xiàn)象，影響育種品質(zhì)。

2.3 ? 花管粉通道技術(shù)

這種技術(shù)主要是在植物完成授粉環(huán)節(jié)后，在子房的內(nèi)部直接注射含有已經(jīng)編輯好的基因組溶液，從而實(shí)現(xiàn)在開花受精的環(huán)節(jié)，讓植物自身通過花粉管通道將外部新的DNA導(dǎo)入植株內(nèi)部，并進(jìn)一步誘導(dǎo)其進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)部，最終形成一個(gè)獨(dú)立的新個(gè)體。

2.3.1 ? 特點(diǎn)

這種轉(zhuǎn)基因方法的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因效果的操作方法便捷性強(qiáng)，在核心的轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)中所用的時(shí)間短，具有高效的轉(zhuǎn)化率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效果。

2.3.2 ? 缺陷

在應(yīng)用這種轉(zhuǎn)化方法的背景下，也容易出現(xiàn)后代基因?qū)τ谶z傳特征的遺傳性不穩(wěn)定，與孟德爾分離定律存在矛盾的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象雖然不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的玉米品種生產(chǎn)產(chǎn)生影響，但對(duì)于這種技術(shù)的進(jìn)一步完善和改良存在著一定的限制作用。

3 ? 結(jié)束語(yǔ)

總的來說，現(xiàn)階段生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)比較廣泛的階段，不同的技術(shù)在應(yīng)用原理和應(yīng)用效果上都各有利弊。在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際做好玉米育種的轉(zhuǎn)基因技術(shù)選擇，以便達(dá)到一定的生產(chǎn)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 郭慶辰，崔漢良，孫銘元，等.玉米育種轉(zhuǎn)型期的困惑與思考[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2018（5）：6-9.

[ 2 ] 王偉，楊文鵬，王明春.優(yōu)質(zhì)蛋白糯玉米自交系的選育及品質(zhì)分析[J].種子，2017，36（4）：105-108.

（收稿日期：2019-09-17）