試析生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用

黃露

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的提升，農(nóng)業(yè)得到了一定的發(fā)展，更多的新型技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)發(fā)展中。比如，借助生物技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)育種，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)育種技術(shù)的局限性，培育出更多適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展需要的新品種，為農(nóng)業(yè)育種的進(jìn)一步發(fā)展提供有利條件。簡要分析了生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中存在的問題，研究了生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的發(fā)展趨勢，并提出生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用，希望能夠推動農(nóng)業(yè)育種行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù);農(nóng)業(yè)育種;應(yīng)用

文章編號： 1005-2690（2020）23-0051-02? ? ? ?中圖分類號： S336? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

1? ?生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中存在的問題

隨著科技水平的提升，生物技術(shù)得到了一定的發(fā)展，被應(yīng)用到各行各業(yè)中，取得了一定的成效。生物技術(shù)在國外農(nóng)業(yè)育種中應(yīng)用較為普遍，但是我國在進(jìn)行育種時對于生物技術(shù)的使用并不常見[1]。主要原因是將生物技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)育種中，需要投入大量的資金，但是我國育種公司規(guī)模較小，雖然數(shù)量多，但是并不集中，企業(yè)內(nèi)部可用資金比較少，沒有足夠的資金使用生物技術(shù)。除此之外，部分人對于生物技術(shù)的認(rèn)識存在著一定的偏差，認(rèn)為生物技術(shù)并不占據(jù)任何優(yōu)勢，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)育種中是一種資源浪費。這就導(dǎo)致我國的生物科學(xué)技術(shù)主要被應(yīng)用到大規(guī)模種植的作物之中，其他作物應(yīng)用較少。

2? ?生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的優(yōu)勢

2.1? ?培育出更多新品種

借助克隆等生物技術(shù)，能夠獲得更加多樣的基因，為新品種的產(chǎn)生提供有力支持，其中包括一些能夠表現(xiàn)出特殊性質(zhì)的育種中間材料。

2.2? ?改善品種品質(zhì)

隨著作物功能基因理論和技術(shù)的不斷完善，品種的品質(zhì)得到了不同程度的改善，為人們提供了更加優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的農(nóng)作物。比如說，國外研究培育的甘藍(lán)型油菜等，能夠滿足人們?nèi)找娑嘣娘嬍承枨蟆?/p>

2.3? ?減少育種時間

SSR技術(shù)及PCR技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使分子遺傳圖譜的建立能夠更加迅速地完成。從DNA或者RNA的角度能夠認(rèn)識到更多品種的性狀，并借助于分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)明確育種的趨勢。從微觀的角度來說，其能夠使育種工作更加高效地開展，為育種工作的迅速完成提供支持。

除此之外，隨著我國生物科技水平的提升，轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)進(jìn)入了人們的生活，這一性質(zhì)的作物抗性較強(qiáng)，營養(yǎng)價值比較高，能夠保存較長時間，這在一定程度上改善了人們的生活質(zhì)量。

3? ?生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的發(fā)展趨勢

從當(dāng)前情況進(jìn)行分析，世界人口依然呈現(xiàn)上漲趨勢，人們的生活質(zhì)量得到改善，對于糧食的數(shù)量和質(zhì)量都有了新的需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的壓力較高。在全球氣候變暖的背景下，生物生存愈加困難，原本進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式已經(jīng)無法為農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供支持，人們的糧食需求得不到滿足。在這一情況下，應(yīng)用生物技術(shù)來進(jìn)行農(nóng)業(yè)育種，是時代發(fā)展的必然。

為了改變目前我國生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中應(yīng)用較少這一問題，我國有關(guān)部門應(yīng)該投入更多的資金，確保科研工作有足夠的資金作為支持，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持[2]。第一，我國應(yīng)該出臺相關(guān)政策，降低農(nóng)業(yè)育種公司使用生物技術(shù)需要花費的資金，確保農(nóng)業(yè)育種公司有足夠的能力對生物技術(shù)進(jìn)行推廣，推動生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。第二，不同育種公司之間應(yīng)該進(jìn)行聯(lián)系，加強(qiáng)合作，充分整合資源，并將生物技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，培育更多新型的優(yōu)質(zhì)品種。第三，應(yīng)該對于我國獨特的作物資源進(jìn)行充分挖掘，合理進(jìn)行使用，確保育種技術(shù)水平得到提高。

4? ?生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用

近些年來，在農(nóng)業(yè)育種中較為常見的生物技術(shù)有轉(zhuǎn)基因育種、誘變分子育種等。

4.1? ?轉(zhuǎn)基因育種

轉(zhuǎn)基因育種是將DNA重組技術(shù)作為其中的關(guān)鍵，將需要的某段基因取出，移植到另一個生物體內(nèi)，并確保其能夠順利完成。和其他育種方式進(jìn)行比較，轉(zhuǎn)基因育種這一方式優(yōu)勢明顯。首先，轉(zhuǎn)基因育種不會受到個體親緣聯(lián)系的制約，豐富了生物技術(shù)能夠使用的基因資源。其次，在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因育種時，能夠明確地選擇需要的基因，并進(jìn)行一系列的工作，非常精準(zhǔn)。最后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)能夠不受物種的限制，在不同類型的物種中進(jìn)行操作，使多個物種的基因進(jìn)行組合，豐富了人們的選擇。當(dāng)前，較為常見的轉(zhuǎn)基因育種有品質(zhì)育種和抗性育種、固氮育種等[3]。

4.2? ?品質(zhì)育種

品質(zhì)育種一般在谷類作物中進(jìn)行，比如說小麥。這主要是由于大部分谷類作物中氨基酸的含量并不是一致的，色氨酸和賴氨酸等能夠滿足人們生存需要的物質(zhì)比較少，無法使人們獲得滿足，這在一定程度上阻礙了食品加工行業(yè)的發(fā)展。

4.3? ?抗性育種

生物技術(shù)對于培養(yǎng)抗性較強(qiáng)的作物有著非常關(guān)鍵的作用。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，能夠使作物對于周圍環(huán)境的適應(yīng)性增強(qiáng)，提高作物抵御病蟲害的能力，確保作物能夠在不良的環(huán)境下生長。目前，借助于轉(zhuǎn)基因技術(shù)，已經(jīng)培育出了對于病蟲抵御能力加強(qiáng)的作物、能夠在干旱和鹽堿環(huán)境下進(jìn)行生長的作物等，這對于農(nóng)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展有著非常關(guān)鍵的作用。

4.4? ?固氮育種

部分細(xì)菌能夠?qū)τ谕寥乐杏坞x的氮元素進(jìn)行固定、轉(zhuǎn)化，使其能夠為作物的生長提供充足的氮元素。比如說，在豆科植物根部生長的根瘤菌，就能夠?qū)τ谕寥乐械挠坞x氮元素進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)化，為豆類植物的生長提供支持。根據(jù)相關(guān)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，大約有100種微生物能夠?qū)Φ剡M(jìn)行固定?？梢越柚诠痰⑸镏械幕蜣D(zhuǎn)移至作物之中，提升作物對于硝鹽的利用率。

4.5? ?誘變分子育種

由人工操作進(jìn)行誘變通常會使用物理、化學(xué)以及生物3種方式，使生物的基因出現(xiàn)較大的變化。這一手段能夠有效提升作物基因轉(zhuǎn)變的可能性，使人們對于一些優(yōu)秀性狀進(jìn)行挑選，并借助于生物技術(shù)，培育出能夠滿足人們發(fā)展需要的新品種[4]。

我國在誘變分子育種中獲得了一些成績，培育出了產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好的新型品種，有效地滿足了人們的新需求。比如說無籽西瓜就是誘變分子育種的產(chǎn)物。此外，還可以借助于空間誘變育種技術(shù)，也就是太空育種來對于品種進(jìn)行培育，使農(nóng)作物的種子受到太空的影響發(fā)生變異，并在回到地球之后，對于種子進(jìn)行選擇培育，培育出更多新品種。空間誘變這一方式進(jìn)行誘變優(yōu)勢較為顯著，通常變異都是有益的，變化之后的性狀能夠處在穩(wěn)定狀態(tài)下，產(chǎn)量比較高、生產(chǎn)時間較短、抗病性比較強(qiáng)、作物質(zhì)量高。

4.6? ?分子標(biāo)記輔助育種

分子標(biāo)記主要是將個體內(nèi)部的核苷酸作為立足點進(jìn)行遺傳標(biāo)記。傳統(tǒng)模式下進(jìn)行育種主要借助于雜交手段將性能較強(qiáng)的基因集中在一個品種之內(nèi)。這花費的時間比較長，穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)問題。而借助于分子標(biāo)記輔助育種能夠直接從基因的角度出發(fā)，對于作物進(jìn)行調(diào)整，將多個優(yōu)良性狀集中在分子標(biāo)記之中，提高作物的整體質(zhì)量，花費的時間比較短，如果獲得成功，后代的穩(wěn)定性比較強(qiáng)，不會輕易出現(xiàn)變化。

第一代分子標(biāo)記主要是將限制性片段程度多態(tài)性作為基礎(chǔ)，第二代分子標(biāo)記主要是將聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)作為立足點，第三代分子標(biāo)記則是更加注重生物序列。生物標(biāo)記是否可以獲得成功，能夠在實驗室內(nèi)作出檢測，檢測的難度比較低，方式簡單，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)育種中獲得了較為普遍的應(yīng)用。

分子標(biāo)記輔助育種和傳統(tǒng)模式上所進(jìn)行的育種差異較大，優(yōu)勢明顯，主要可以總結(jié)為以下幾點：第一，在傳統(tǒng)模式下進(jìn)行育種，對于優(yōu)良性狀進(jìn)行選擇，主要是將農(nóng)作物的外部條件作為判斷依據(jù)，在進(jìn)行種植的過程中容易受到周圍環(huán)境的影響，穩(wěn)定性比較差。分子標(biāo)記育種對于優(yōu)良性狀的選擇是根據(jù)DNA開展工作，不會受到外部條件的影響，非?？煽俊５诙?，在傳統(tǒng)模式下進(jìn)行育種，需要種植種子，并等待種子成熟，根據(jù)作物的情況，判斷種植是否獲得成功，花費的時間非常長。而運用分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)則不需要經(jīng)過這段流程，在育種工作完成之后，可以對于性能較強(qiáng)的DNA進(jìn)行檢驗，分析育種最終能夠獲得的成果。第三，在傳統(tǒng)模式下進(jìn)行育種，很可能會被基因重組所影響，分子標(biāo)記輔助育種能夠直接被使用到DNA之中，不會被外界事物所制約，非常安全可靠。

在現(xiàn)實過程中使用分子標(biāo)記輔助育種這一技術(shù)時，要對于農(nóng)作物的基因和性質(zhì)進(jìn)行分析，確保有一定了解后，借助于連鎖作圖等措施明確基因的表達(dá)性狀，確保所提取出的基因能夠滿足育種要求。在這個過程中，能夠?qū)⒉煌蛩憩F(xiàn)出的性狀借助于技術(shù)開展分解，使其變成單基因。隨著基因作圖水平的提升，這一技術(shù)越來越成熟，成本花費也有所降低，優(yōu)勢非常明顯。

根據(jù)上文分析，將生物技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)育種之中，效果較為理想，有效提升了抗性和產(chǎn)量。但是，目前生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用存在著一些問題，必須對其進(jìn)行調(diào)整，使其在生物技術(shù)中發(fā)揮最大化的作用，滿足農(nóng)業(yè)育種發(fā)展需要。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 李天柱，馬佳，馮薇，等. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的接力創(chuàng)新：特性、機(jī)理及政策啟示[J]. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2014，33（12）.

[ 2 ] 蔣興永. 淺析生物技術(shù)對新型農(nóng)業(yè)技術(shù)的影響[J]. 農(nóng)技服務(wù)，2019，36（12）.

[ 3 ] 周傳凱，黃健. 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植中的推廣應(yīng)用[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2020，51（2）.

[ 4 ] 田政.簡析農(nóng)業(yè)種植中生物技術(shù)的推廣及應(yīng)用[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2019，50（1）.