誘變技術在小麥育種中的應用

李華杰

摘 要：隨著我國經濟的不斷發(fā)展，科技革新也在不斷進行著，各行業(yè)之間日趨激烈的競爭也使誘變技術面臨更為嚴峻的挑戰(zhàn)。基于此，本文分析了在小麥育種使用誘變技術的必要性，提出離子束注入技術、航空誘變技術、生物誘變技術以及加強理論研究等具體應用，希望促進小麥產量、質量的提升和誘變技術的推廣。

關鍵詞：誘變技術;小麥育種;基因突變

小麥是我國居民食用的主要糧食作物之一，近年來我國人口不斷攀升，耕地面積持續(xù)減少，這使得培育出更加高產的小麥品種愈發(fā)迫在眉睫。植物誘變技術是利用物理和化學的現(xiàn)代化信息技術手段，短時間內使植物發(fā)生基因突變，并培育出新品種，將誘變技術引進到小麥育種中會促進小麥產量的大大提升。

一、在小麥育種中使用誘變技術的必要性

我國的誘變育種技術發(fā)展至今已經有七十多年的歷史了，其中在水稻和小麥上的作用尤為突出顯著，因此進一步發(fā)展小麥的誘變育種技術也是十分有必要的。誘變技術是運用多樣化的理化因素，誘發(fā)基因突變，從而引發(fā)遺傳變異。接下來會得到突變體，進而在突變體的基礎上運用直接或者間接的方法培育新品種。在小麥育種中使用誘變技術有很高的應用價值，第一是可以顯著提高小麥的產量。由于培育出了小麥的新品種，一個和過去相比明顯的優(yōu)勢就是可以提高產量，而且隨著技術的不斷完善，小麥產量的增長幅度也會隨之增加。第二是提升小麥的質量。通過誘變技術的應用，培育出的小麥質量明顯提升，并且特點更為突出，可以應用到各種不同的領域中去。例如專門制作點心餅干的小麥品種在濕面筋含量、粗蛋白含量等方面都要遠遠高于其他品種。第三是大幅度提升了綜合抗性水平。運用誘變技術培育出來的小麥品種，具備著極強的抗倒性和抗病蟲害的能力，進而全面提升了小麥品種的整體質量和抵抗力，促進競爭力的提升。

二、小麥育種中誘變技術的具體應用

（一）離子束注入技術

離子束技術是誘變育種技術應用在小麥育種中的一種較為常見的技術手段。具體的應用過程是利用誘變技術，使生物體之間產生作用，進而造成峰值的出現(xiàn)。在產生的峰值范圍之內，所注入的離子束會和生物體之間產生相互作用，這種作用是局部的且不易修復的。注入了離子束之后會導致染色體的易位、倒位、重復以及缺失等情況的發(fā)生，甚至是DNA分子的取代與斷裂，最終促使基因突變的形成。在離子束注入的方法中，測量敏感性的重要指標通常為植株存活1/2或半致死的LD50劑量。如果從之前的研究成果中分析能夠得出，靶標材料對離子束誘變邊際效應效果產生了影響。離子束誘變育種的相關工作在不停開展，相關技術也在不斷發(fā)展優(yōu)化，極大地促進了小麥育種技術的進一步提升。

（二）航空誘變技術

航空誘變育種技術是通過特殊的空間環(huán)境對農作物種子產生作用，進而發(fā)生有益變異。這種空間環(huán)境是通過使用高空氣球或者返回式的衛(wèi)星等所形成的。通過宇宙射線、微重力、近地磁場以及高能粒子等難以通過人工模擬的空間條件促使小麥品種發(fā)生誘變，從而引起植物細胞內功能和結構產生改變。從很多檢測結果中能夠得知，航空誘變技術具備很大的優(yōu)勢，主要有變異頻率大、變異穩(wěn)定性高以及大多數(shù)性狀可以遺傳以及部分變異通過其他變異方法無法做到的特點。因此航空誘變育種技術成為新種質生成以及新基因源的重要路徑。實驗得出，航空誘變通常是在SP4代就會變得穩(wěn)定，與其他的常規(guī)育種方法相比，提高了兩個世代，大幅度縮短育種時間，加快小麥育種改革進程，提升了育種效率。蔣云等對航空誘變對小麥性狀所產生的影響進行研究，研究了實踐八號所搭載的小麥品種，并分成3份，分別標號為SP1、SP4和SP5。SP1負責檢驗小麥農藝性狀改變程度，SP4與SP5檢驗其ISSR分子標記多態(tài)性。實驗結果表明，SP1在農業(yè)性狀方面有著明顯的變化，突變系對于空間環(huán)境誘變更加敏感，二者之間的遺傳相似系數(shù)保持在0.8226～0.8777，而野生型DNA的改變量相對較低。由此可以得出，航空誘變能夠引起小麥分子的變異，并且為小麥空間育種提供更多的可能。

（三）生物誘變技術

生物誘變技術是指插入目的外源基因以及轉座子的位置或者因為所用劑量的不同從而促使生物產生不同的突變效果。接下來對其進行離體培養(yǎng)，使之產生無性系變異，最后得到對生產有幫助的突變體?，F(xiàn)階段在生物誘變育種領域中占據(jù)重大地位的是轉基因技術，同時也在生物誘變育種領域做出了巨大的貢獻。隨著研究的不斷深入，也相繼有很多新成果產生。例如SinghbHan在禾谷草當中提取出了Ac家族轉座子，可以插在小麥染色體同樣的部位，這對小麥育種的研究有很大的應用價值。

（四）加強理論研究

使用誘變技術，能夠引起小麥的顯著性狀的改變，最大限度的激發(fā)小麥遺傳中的高產潛力，從而達到了實現(xiàn)超高產小麥的目標。誘變技術雖然展現(xiàn)出了其巨大的優(yōu)勢以及廣泛的應用前景，但由于應用時間不長，它仍存在著突變方向難以控制、隨機性強、突變頻率低等問題。面對這些問題，必須進一步加強研究力度，在理論上對小麥誘變育種技術進行進一步的補充與完善。在具體試驗中，可以將細胞工程作為一個重要的研究方向和可用技術手段加深研究，同時將傳統(tǒng)雜交育種以及當代生物技術等技術方法同小麥育種結合起來。不同的誘變因素擁有不同的誘變特征，只有進行綜合化運用，圍繞各種誘變因素展開，才能提升突變效率，發(fā)揮不同因素特異性的作用。進而獲得更加理想的誘變成效，發(fā)現(xiàn)更多的可能性，進一步促進小麥誘變育種的發(fā)展。

三、結束語

隨著小麥育種工作的積極推進，有越來越多的新型技術手段被進入進來。但是新階段小麥育種工作還存在很多欠缺，需要更多的技術和材料提供支持。誘變技術已經通過實驗凸顯出了其在小麥育種方面的獨特優(yōu)勢，但還需進一步的研究與改進，以促進小麥品種上的改良以及產量的提升。

參考文獻：

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