生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

張國(guó)忠

（吉林省農(nóng)安縣新農(nóng)鄉(xiāng)綜合服務(wù)中心,吉林 長(zhǎng)春 130220）

我國(guó)糧食產(chǎn)業(yè)中玉米產(chǎn)量位居第一，而且無論是種植面積，還是生產(chǎn)效益，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小麥和水稻。由于我國(guó)人口數(shù)量的不斷增多，對(duì)于玉米的需求量也得到了增加，玉米不僅可以進(jìn)行食用，而且在工業(yè)與能源產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域中，都得到了有效地利用，但是我國(guó)近年來由于自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了玉米的生產(chǎn)產(chǎn)量，為了有效地提升玉米生產(chǎn)產(chǎn)量，在玉米育種中，對(duì)生物技術(shù)進(jìn)行了有效地應(yīng)用，以此來加強(qiáng)玉米生產(chǎn)的整體性能。因此，本文所研究的內(nèi)容，對(duì)生物技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用具有重要意義。

1.分子標(biāo)記技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用

生物技術(shù)包含了多種，其中一種就是分子標(biāo)記技術(shù)，在玉米育種中通過對(duì)分子標(biāo)記技術(shù)的利用，可以有效地提高育種效果。在玉米育種時(shí)，在使用分子標(biāo)記技術(shù)前，需要進(jìn)行形態(tài)標(biāo)記或者進(jìn)行生化標(biāo)記，以此對(duì)玉米育種工作起到良好的輔助作用，同時(shí)開展各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中，由于玉米分子標(biāo)記數(shù)量相對(duì)較少，在種植的過程中，很容易受到外界多種因素的影響，使得最終育種效果無法有效地呈現(xiàn)出來。在對(duì)分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的過程中，逐漸地實(shí)現(xiàn)了DNA分子標(biāo)記技術(shù)，在實(shí)際的使用過程中，體育形態(tài)學(xué)標(biāo)記以及生化標(biāo)記有著一定的相同之處，但是也存在著極大的差異性，是目前玉米育種中所形成的一種新型標(biāo)記手段。通過對(duì)分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用，其實(shí)際的應(yīng)用作用以及應(yīng)用價(jià)值是有著一定優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)的，目前已經(jīng)在玉米育種中，成為其中重要的使用技術(shù)之一。

1.1 連鎖圖譜的構(gòu)建以及基因定位

玉米遺傳連鎖圖譜在實(shí)際的應(yīng)用過程中，也就是將玉米基因組中的相關(guān)遺傳基因進(jìn)行了標(biāo)記，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了連鎖圖譜，將玉米種子的真實(shí)情況，進(jìn)行了全面地展現(xiàn)，另外，在構(gòu)建遺傳連鎖圖譜的過程中，也能夠通過對(duì)基因定位，了解該部分的基因情況，也是基因克隆工作實(shí)施的重要基礎(chǔ)，在進(jìn)行遺傳學(xué)研究的過程中，通過對(duì)該技術(shù)的運(yùn)用，不僅可以確保構(gòu)建完善的玉米遺傳連鎖圖譜，而且在基因定位中，也能夠?yàn)槠涮峁┝己玫臄?shù)據(jù)參考，另外在相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)過程中，分子標(biāo)記技術(shù)在發(fā)展與優(yōu)化的作用下，使得遺傳連鎖圖譜在構(gòu)建中，不僅更加地完善，而且促進(jìn)了該技術(shù)的有效應(yīng)用。

1.2 遺傳多樣性

玉米本身就具備了極強(qiáng)的遺傳多樣性，也就是在玉米種子內(nèi)部中，具備著遺傳多樣性。而物種在具備豐富的遺傳多樣性后，自身的使用能力會(huì)得到極大地提升，而且在對(duì)玉米種子遺傳多樣性進(jìn)行檢測(cè)與分析的過程中，就需要保護(hù)玉米的種子資源，使玉米在自交系統(tǒng)中，能夠?qū)θ侯愡M(jìn)行優(yōu)化的劃分，同時(shí)作出分析與研究，使得玉米在雜交育種的過程中，可以有針對(duì)性對(duì)遺傳背景進(jìn)行研究，以此來作為雜交育種工作的有效支撐，在通過利用分子標(biāo)記數(shù)的過程中，將分子識(shí)別基因進(jìn)行全面地完善，但是在使用分子標(biāo)記技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)種子的情況，選擇合適的技術(shù)，其中包含了RFLP分子標(biāo)記技術(shù)、SSR分子標(biāo)記技術(shù)等。通過合理地使用該技術(shù)，也能夠?qū)⒉煌挠衩追N類進(jìn)行合理劃分，同時(shí)還能夠?qū)τ衩椎恼w純度進(jìn)行合理地檢測(cè)，以此確保玉米育種具備良好的應(yīng)用效果。

2.染色體工程在玉米育種中的應(yīng)用

染色體工程在玉米育種中主要包含了兩種不同的方面，其中包含了染色體操作、染色體組操作。染色體工程在應(yīng)用中可以通過對(duì)玉米種子染色體的實(shí)際排列情況，以及玉米種子的結(jié)構(gòu)方面變化，使得玉米育種遺傳基因發(fā)生一些改變，并且在玉米育種工作全面地開展過程中，其中的染色體工程，一般都是在單倍育種中進(jìn)行使用，其中包含了玉米的花粉培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、stock6單倍培養(yǎng)技術(shù)等。在確保單倍體培養(yǎng)滿足實(shí)際需求的情況下，可以保障玉米的整體植株在生長(zhǎng)發(fā)育中，能夠減少玉米育種時(shí)間。Stock6單倍培養(yǎng)技術(shù)由于自身就屬于一種自交方式?？梢栽诓煌姆N子類型進(jìn)行使用，但還是需要達(dá)到實(shí)際的需求，盡可能在單倍體的情況下，以此來推進(jìn)玉米育種效果。

通過對(duì)染色體工程的應(yīng)用，在單倍體育種的作用下，可以使得玉米的整體生長(zhǎng)速度得到有效地提升。在玉米自交體系的培養(yǎng)作用下，能夠使得玉米育種水平得到有效地提升。目前，玉米育種的方式主要是使用系譜法或者回交法，以上兩種方式在實(shí)際的使用中，整體效果都相對(duì)較好。此外，由于單配體育種技術(shù)自身的周期時(shí)間相對(duì)較短，但是純合度相對(duì)較高，從而在玉米育種中得到了一定的應(yīng)用，玉米單體是自然所形成，但在育種過程中，可以通過進(jìn)行誘導(dǎo)，降低自然發(fā)生概率，同時(shí)也能夠?qū)伪扼w育種的不良連鎖型進(jìn)行全面的打破，使得基因之間不會(huì)實(shí)現(xiàn)重組。除此之外，由于單倍體育種能力相對(duì)較低，在對(duì)二倍體進(jìn)行重組的過程中，要想使染色體數(shù)量加倍，是具有一定困難的。

因此，在玉米育種過程中，使用單倍體技術(shù)時(shí)，能夠有效地促使種質(zhì)得到有效地結(jié)合，同時(shí)，也可以使整體的單倍體育種發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，促使玉米在種植的過程中，可以將育種作用全面地發(fā)揮出來。

3.基因工程在玉米育種中的應(yīng)用

基因工程在生物學(xué)中，也被稱之為DNA重組技術(shù)也有人稱之為基因拼接技術(shù)。在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用的過程中，可以通過生物學(xué)以及分子生物學(xué)等現(xiàn)代化技術(shù)手段，能夠?qū)碓从诓煌愋偷幕?，進(jìn)行基因重組設(shè)計(jì)流程，并且將基因進(jìn)行全面的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)基因重組因素的落實(shí)，在DNA分子的構(gòu)建中，可以將活細(xì)胞引導(dǎo)在基因當(dāng)中，確?？梢栽诟旧?，對(duì)生物遺傳特性，進(jìn)行全面地改變，以此來獲取新的種類，并且也能夠?qū)π庐a(chǎn)品起到良好的促進(jìn)作用。

3.1 農(nóng)桿菌介入導(dǎo)法

農(nóng)桿菌是革蘭氏陰性菌其中的一種，主要包含了根癌農(nóng)桿菌、發(fā)狀農(nóng)桿菌等。根癌農(nóng)桿菌在介導(dǎo)植物基因轉(zhuǎn)化中，已經(jīng)得到了良好的應(yīng)用，通過利用浸染的方式，將玉米種子所受傷的部位進(jìn)行浸染處理后，可以將T-DNA 區(qū)進(jìn)行直接轉(zhuǎn)移，使玉米受體細(xì)胞當(dāng)中產(chǎn)生T-DNA 區(qū)，同時(shí)也可以將其進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)植物基因分組。

農(nóng)桿菌在玉米育種中，其效果相對(duì)較高，在玉米整個(gè)體系在浸染后，其方式與流程能夠發(fā)生一些變化，使得整個(gè)育種過程，不斷地進(jìn)行優(yōu)化，也能夠使得玉米育種基因轉(zhuǎn)化率得到全面地提升，從而有效地促使玉米育種效果，可以更好地進(jìn)行展現(xiàn)。因此，也說明了在玉米轉(zhuǎn)基因中，該方式已經(jīng)起到了良好的促進(jìn)作用。

3.2 基因槍法

基因槍法在生物中，也被稱之為粒子槍法。也就是在應(yīng)用的過程中，通過對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的方式，使得金屬微粒直接附加在了微粒的表面當(dāng)中，而且整體的DNA分子也能夠在受體的細(xì)胞中，被直接帶入，同時(shí)該技術(shù)在整體的物質(zhì)特征中，也能夠全面地實(shí)現(xiàn)帶入技術(shù)，并且在火藥爆炸以及高壓放電的原理作用下，促使整體的驅(qū)動(dòng)力可以提高速度，使得金屬微粒，在作為轟擊物質(zhì)的情況下，可以在細(xì)胞中起到轟擊靶的效果，將所攜帶外部的DNA分子融入到基因團(tuán)體當(dāng)中。目前，基因槍轉(zhuǎn)化法在實(shí)際的應(yīng)用范圍相對(duì)較廣，可以在單子葉植物中進(jìn)行使用，也可以在雙子葉植物中進(jìn)行使用，促使植物實(shí)現(xiàn)再生能力，而且自身的受體范圍也相對(duì)較廣，但是基因槍法自身也存在著許多的問題，必須要在使用的過程中，需要結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行全面的考慮，避免對(duì)玉米育種帶來影響，而且在整體的操作過程中，也相對(duì)較為繁雜，所需要的資金成本也相對(duì)較高。此外，在DNA分子片段中，對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)，很容易造成分子斷裂的情況，而且外源基因也很容易受到影響，拷貝出現(xiàn)不完整，從而在遺傳中，使得下一代受到嚴(yán)重的影響。

4.結(jié)束語

生物技術(shù)在不斷地創(chuàng)新與優(yōu)化下，已經(jīng)在玉米育種中得到了廣泛的應(yīng)用，雖然目前玉米育種技術(shù)依舊存在著一定的問題，還需要有待解決，但是玉米品種在生物技術(shù)下，得到了全面地發(fā)展，而且玉米育種效果會(huì)得到有效地提升，為人們帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。