玉米耐旱育種研究及分子育種策略

牛姣姣

玉米耐旱育種研究及分子育種策略

牛姣姣

（新鄉(xiāng)學(xué)院河南新鄉(xiāng)453003）

干旱對(duì)玉米種植的影響較大，直接影響玉米的產(chǎn)量。為了提高我國(guó)玉米產(chǎn)量，需要針對(duì)干旱氣候培育耐旱性的品種，提高玉米種植的抗旱性。目前，玉米耐旱育種主要從表型和基因型兩個(gè)方面進(jìn)行研究，并在玉米品種選育過(guò)程中提出新的策略，加強(qiáng)對(duì)玉米選種的創(chuàng)新性，從而有效提高玉米的產(chǎn)量，減少玉米種植的損失。

玉米；耐旱遺傳；育種；策略

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的破壞比較嚴(yán)重，導(dǎo)致全球氣候變化較大，氣候變暖影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，而我國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)種植在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的占比越來(lái)越大。我國(guó)人口數(shù)量比較多，且農(nóng)業(yè)種植歷史比較悠久，玉米種植在我國(guó)農(nóng)業(yè)中的占比非常大，為了有效提高我國(guó)玉米的產(chǎn)量，需要采取相應(yīng)的措施，加強(qiáng)耐旱玉米種植的培育，提高玉米對(duì)干旱氣候的適應(yīng)性，通過(guò)玉米種子改良，有效提高玉米的產(chǎn)量。下面針對(duì)玉米耐旱性遺傳機(jī)理進(jìn)行研究，并對(duì)玉米耐旱分子育種進(jìn)行分析，提升玉米的產(chǎn)量。

1 干旱環(huán)境下玉米的表現(xiàn)型變化

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)速度加快，對(duì)氣候環(huán)境的影響越來(lái)越嚴(yán)重，目前，全球氣候變化較大，氣候變暖等影響全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并且對(duì)農(nóng)業(yè)種植也產(chǎn)生不利影響。因氣候變化較大，因此在玉米種植期間，氣候干旱對(duì)氣候的影響較大，尤其對(duì)玉米的產(chǎn)量影響更加嚴(yán)重。一般情況下，玉米在開花前后容易受到水分的影響，玉米開花期的水分不足，將影響玉米的生長(zhǎng)，同時(shí)在灌漿期如果沒有充足的水分，將影響玉米的生長(zhǎng)效果。如果在花期水分充足，則能夠?qū)τ衩椎纳L(zhǎng)起到推動(dòng)作用，并且也能改善玉米的生長(zhǎng)趨勢(shì)。除了氣候環(huán)境的影響之外，近些年，因我國(guó)農(nóng)業(yè)種植期間農(nóng)藥化肥量超標(biāo)，因此對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生一定的損壞，導(dǎo)致土壤地質(zhì)下降，再加之氣候比較干旱，在玉米生長(zhǎng)期間灌溉條件不足，玉米的生長(zhǎng)受到影響，為此，需要提高玉米種植的耐旱性、耐澇性，提高玉米的培育質(zhì)量。

針對(duì)玉米減產(chǎn)量現(xiàn)象進(jìn)行分析，除了土壤環(huán)境質(zhì)量影響玉米種植之外，氣溫變暖也是其中因素之一，其中全球氣候變化，天氣干旱，影響了玉米的灌漿時(shí)間，同時(shí)玉米的灌漿期和玉米籽粒形成對(duì)玉米的產(chǎn)量產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，并且氣候干旱，將影響玉米出穗的時(shí)間，并且也導(dǎo)致花粉脫落現(xiàn)象，當(dāng)玉米出穗速度比較緩慢，并且出穗沒有達(dá)到一致的情況下，將影響玉米花粉傳授的質(zhì)量，最終影響玉米的產(chǎn)量[3]。并且氣候變暖后，植物在生長(zhǎng)期間，植物的生長(zhǎng)速度將超過(guò)光合的速度，并且玉米遇到病蟲害的概率比較大，當(dāng)玉米的開花期與灌漿期相重合，影響玉米傳授花粉，最終影響玉米的生產(chǎn)量。

2 玉米耐旱遺傳研究以及耐旱基因發(fā)掘研究

在玉米種植期間，玉米的抗旱能力主要通過(guò)抗旱的強(qiáng)弱進(jìn)行反應(yīng)，從玉米的內(nèi)部組織來(lái)分析，玉米葉片因受到光合作用葉綠體變得比較膨脹，并且原生質(zhì)膜通透性增加，進(jìn)而導(dǎo)致玉米葉片中的無(wú)機(jī)鹽、離子、糖等有機(jī)物向外滲漏，對(duì)玉米的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的破壞，也影響玉米的正常代謝。

玉米作為主要的經(jīng)濟(jì)作物，市場(chǎng)的需求量比較大，但因氣候變暖等因素的影響，導(dǎo)致玉米的種植環(huán)境受到非常嚴(yán)重的破壞，其中氣候干旱是影響玉米種植的因素之一，為此，人們通過(guò)對(duì)玉米耐旱性種植進(jìn)行培育，提高玉米的種植產(chǎn)量，也提高玉米適應(yīng)氣候環(huán)境的能力。因此，需要從玉米種子內(nèi)部基因調(diào)控，從玉米對(duì)干旱環(huán)境做出應(yīng)激反應(yīng)開始，形成一個(gè)龐大復(fù)雜的基因網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，然后通過(guò)這個(gè)復(fù)雜的基因網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞信息，提高玉米種植的耐旱性。在近些年的研究中，隨著研究耐旱性種子的技術(shù)不斷改進(jìn)，并且基因組測(cè)序技術(shù)不斷更新發(fā)展，在各種基因芯片運(yùn)用的基礎(chǔ)上，玉米種子耐旱性方面有顯著的提高。玉米種子做出的反應(yīng)主要包括調(diào)節(jié)基因和功能基因2種，其中調(diào)節(jié)基因主要針對(duì)于種子的耐旱性基因和轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行調(diào)控和表達(dá)；而功能基因則以植物的干旱脅迫誘導(dǎo)增強(qiáng)了耐旱能力的基因。因玉米種子的耐旱調(diào)控機(jī)制涉及的基因種類比較多，并且表達(dá)模式比較復(fù)雜，對(duì)玉米種子的基因調(diào)控耐旱強(qiáng)弱產(chǎn)生一定的影響。在玉米種子耐旱性研究中，在玉米種子DNA變化過(guò)程中，因DNA中的堿基發(fā)生變異，因此在玉米種子耐旱性培育研究中，因玉米種子DNA發(fā)生變異，將直接影響堿基序列蛋白質(zhì)的功能，最終導(dǎo)致種子的基因發(fā)生改變。

3 玉米耐旱性鑒定的全基因組選擇策略

目前，在種子培育期間，選擇分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)能夠加速種子的培育進(jìn)程，并能夠在種子培育中選擇優(yōu)異的材料，當(dāng)前，全球氣候變暖，氣候干旱嚴(yán)重，影響了玉米的產(chǎn)量。為了有效提高玉米的種植產(chǎn)量，需要對(duì)玉米的種子進(jìn)行培育，并提高玉米的耐旱性。為此，在進(jìn)行玉米種子基因變異研究過(guò)程中，采用基因組選擇技術(shù)，主要在種子培育過(guò)程中根據(jù)基因組培育種值進(jìn)行基因輔助選擇技術(shù)，主要運(yùn)用遺傳信息，進(jìn)而避免因多重假設(shè)檢驗(yàn)而產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于玉米耐旱性研究成為許多國(guó)家需要攻克的技術(shù)難題，通過(guò)對(duì)玉米種子實(shí)施耐旱性研究，能夠體現(xiàn)優(yōu)良育種，并對(duì)遺傳變異現(xiàn)象進(jìn)行分析，并對(duì)干旱條件起到一定的抵抗作用，從而改善玉米的種植產(chǎn)量。

在玉米耐旱性研究過(guò)程中，因耐旱性是一種遺傳復(fù)雜的形狀，玉米種子中具備一定的基因，但在具體實(shí)施期間，需要不同因素的影響，提高玉米耐旱性。目前，種子公司針對(duì)玉米耐旱轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行研究，取得顯著的效果，其中產(chǎn)量保護(hù)技術(shù)主要能夠增加ABA的敏感性，在植物遭到威脅的情況下，能夠迅速關(guān)閉氣孔，進(jìn)而能夠保護(hù)植物不受危害。因產(chǎn)量保護(hù)技術(shù)起初運(yùn)用于油菜和棉花，并且油菜和棉花的種植產(chǎn)量效果比較顯著，但在玉米抗旱種植中的影響并不顯著。在玉米耐旱性種子培育研究中，許多研究的玉米種子，幼苗在溫室的狀況良好，在沒有任何環(huán)境條件因素限制的情況下，幼苗生長(zhǎng)良好，因此也容易被人們接受，但在自然環(huán)境下，則影響比較大，因此，商業(yè)雜交種子的缺陷比較顯著。但因氣候變化的影響，以及氣候干旱情況持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)作物的影響比較嚴(yán)重，因此需要緊迫實(shí)施耐旱雜交品種研究，以此滿足市場(chǎng)的需求。

4 小結(jié)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的占比越來(lái)越大，但因氣候變化，對(duì)農(nóng)作物的種植有著非常嚴(yán)重的影響，其中在玉米種植期間，需要對(duì)玉米耐旱性種子進(jìn)行培育，從而提高玉米種植的耐旱性，同時(shí)也提高玉米的產(chǎn)量，以滿足社會(huì)對(duì)糧食的需求。

[1]何文平,馬德山,樊瑞,等.單倍體育種技術(shù)在玉米育種實(shí)踐中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2020(10):19,25.

[2]楊雅凌,肖衛(wèi)華,李自衛(wèi),等.玉米育種的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)文摘·農(nóng)業(yè)工程,2020,32(3):57-58.

[3]岳麗穎,蘇寶強(qiáng).玉米新品種澤億81的選育及栽培技術(shù)[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),2020(2):89-90.

牛姣姣（1987- ），女，漢族，河南安陽(yáng)人，碩士，助教，研究方向：作物遺傳育種。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.02.13

S513

A

2095-1205(2020)02-21-02