摘要：玉米是世界上的主要糧食作物，僅次于水稻和小麥。玉米可作為糧食食用，也可以在眾多行業(yè)中進行應用。隨著社會經濟與科學技術水平的快速發(fā)展，對玉米的需求量也呈現出快速增加的趨勢，在多種因素的作用下，使得玉米產量不斷下降，而利用生物技術開展玉米育種工作，在提升玉米育種進度的同時，還有利于優(yōu)質高產、抗病性能強的玉米新品種形成?；诖?，本文重點分析生物技術在玉米育種中的應用，以期為濮陽市快速有效的玉米育種和高產優(yōu)質玉米品種提供理論參考依據。

關鍵詞：生物技術;玉米育種;應用

中圖分類號：S513

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215010

引言

玉米是世界上的主要糧食作物，同時也是我國的第一大糧食作物，在食品、工業(yè)、醫(yī)療、能源中均發(fā)揮著十分重要的作用。隨著社會經濟的快速發(fā)展、人們生活水平的提高和人口數量的銳增，社會各個方面對玉米的需求量不斷增強。耕地面積的減少和自然災害的頻繁發(fā)生，對玉米種植造成的危害不斷加劇，因此培育出優(yōu)質、高產、抗逆性強的玉米新品種刻不容緩。自20世紀初玉米雜交育種概念提出以來，相關人員結合玉米育種技術培育出越來越多的新品種，而玉米種植資源狹窄則在很大程度上阻礙了玉米育種工作的開展，常規(guī)玉米育種周期較長、選擇效率和選育速度均較低。在玉米育種中應用生物技術，則開辟了玉米育種的新途徑，相較于常規(guī)玉米育種技術，生物育種技術的選擇效率高和生長周期較短，可確保人們在較短時間內獲取優(yōu)質、高產、抗逆性強的玉米品種。因此，加大研究生物技術在玉米育種中的應用，對于推動農業(yè)生產持續(xù)健康發(fā)展具有十分重要的現實意義。

1生物技術在農作物育種中的優(yōu)勢

1.1加快育種進程

自RFLP技術、SSR技術及PCR技術出現以來，分子遺傳圖譜的構建進程也在不斷加快。愈來愈多的育種目標性狀可借助于DNA或RNA水平進行識別;在分子標記的輔助之下進一步明確了育種目標;從微觀角度可對作物性狀進行改善，增強育種效率的同時，還能使育種進程加快。

1.2培育植物新品種

對克隆技術進行應用則能獲取到更多的目標基因，一些可以高效表達特意性狀育種中間材料的誕生，為植物新品種的出現提供了有利條件。

1.3加快轉基因作物選育

在抗除草劑、抗病蟲作物育種中轉基因技術發(fā)展速度較為迅猛。現階段，抗草甘膦、抗草丁膦、抗蟲等轉基因玉米品種在大部分地區(qū)得到了廣泛生產應用。

1.4對育種性狀和品種品質進行改變

隨著作物功能基因組學理論的發(fā)展成熟和相關技術體系的完善，在一定程度上改良了農作物育種性狀和育成作物品質，使得農作物品種類型不斷增多，推動了農業(yè)生產持續(xù)健康發(fā)展。

2生物技術在玉米育種中的應用

2.1基因工程在玉米育種中的應用

在分子遺傳學理論的基礎上，將分子生物、物理、化學等多種方法進行結合，制作不同出處基因路徑，在玉米基因組中引入外源基因，進而對玉米種植性狀進行改變，以達到創(chuàng)造新品種的方法稱之為基因工程。當前使用最為廣泛的轉基因技術手段主要包括基因槍法、農桿菌介導法和花粉管通道法等?；驑尫?，該技術方法則是對載有外源DNA的金屬微粒進行應用，加速完成后將其射入到細胞中，也就是將外源DNA分子帶到受體細胞中的遺傳物質導入技術稱之為基因槍法。該方法的主要優(yōu)點是可在雙子葉和單子葉植物中同時使用，還能同時轉化多種基因。農桿菌介導法，該技術方法主要將農桿菌Ti質粒作為介導載體使用，目的基因可被Ti質粒上的T-DNA轉移到植物受體細胞中，之后則會在植物基因組中進行整合，將細胞培養(yǎng)技術、組織培養(yǎng)技術和轉化技術進行結合就能培育較為完整的轉基因植株。這種技術在玉米育種中具有操作方法簡單、成功率高、費用低、遺傳性能穩(wěn)定等方面的優(yōu)點。花管粉通道法，在植物授粉完成后，向子房內直接注射含有目的基因的DNA溶液，因植物受精時會有花粉通道形成，借助于該通道則能向受精卵細胞內導入目的基因。

借助于基因工程，并在科研技術人員的共同努力下，我國相繼研發(fā)出了抗草甘膦的轉基因玉米品種，以及抗旱、抗?jié)?、抗風、抗病蟲害等玉米品種，切實解決了我國農業(yè)生產中的問題。

2.2細胞工程在玉米育種中的應用

將遺傳學與生物學進行結合來研究細胞，并在外界環(huán)境條件適宜的情況下對細胞進行培養(yǎng)和繁殖，根據人們的自身意愿重新排列細胞結構組合，也就是在細胞融合、染色體、核質移植、基因移植的基礎上，優(yōu)化生物功能與結構，進而形成人們理想中的新物種或新品系。農業(yè)生產中涉及到的細胞工程主要是改良和創(chuàng)新物種，確保植物體可以快速繁殖。將細胞工程應用到玉米育種中的關鍵則是培養(yǎng)細胞或組織。在20世紀70年代末，外國研究人員就將玉米幼胚作為外體，在對愈傷組織進行誘導的基礎上獲取了再生植株，因取材部位、培養(yǎng)基、植株基因、組織培養(yǎng)環(huán)境等多種因素的作用，玉米育種中選用細胞工程，獲取再生植株的頻率較低。只有對細胞工程理念進行深入分析，并保證基因材料、培養(yǎng)基與激素的選擇適宜，在增強誘導率的同時，促進新玉米品種的形成。除此之外，將細胞工程中的單倍體技術，如誘導孤雌生殖、Stock6單倍體技術、花藥培養(yǎng)技術等，應用到玉米單倍體育種中，也有很大程度的突破。雖然在玉米育種中應用的單倍體技術取得了很大進展，但是仍舊存在單倍體誘導率不高、基因重組率較低、不良基因得不到有效改善等方面的問題，對于玉米育種產生了不利影響。

2.3分子標記技術的應用

現階段，分子標記技術在社會各個領域得到了廣泛應用，其中，RFLP、SSP和SNP等技術則是當前應用頻率最高的分子標記技術。這種技術主要是以DNA多態(tài)性為基礎的遺傳標記，優(yōu)點是遺傳穩(wěn)定、多態(tài)性高、無組織特異性、環(huán)境影響因素小且覆蓋整個基因組。玉米育種中的分子標記技術主要是對目標形狀基因進行定位、劃分遺傳多樣性、預測雜種優(yōu)勢、群體劃分、構建遺傳圖譜等內容，對于玉米育種工作的開展具有積極作用。當前，分子標記技術在玉米育種中發(fā)揮著十分重要的作用，但針對探索價格低、自動化程度高的分子標記需不斷進行完善，如何將常規(guī)育種和分子標記結合起來，加強構建飽和玉米分子遺傳圖譜、表現型與基因型間的關系等需要科研人員的深入研究。

3結論

綜上所述，轉基因工程、分子標記技術、細胞工程等生物工程技術仍舊是玉米育種中使用頻率最高的技術，對其進行應用是玉米育種新的發(fā)展階段，凸顯了玉米育種方式的多樣化水平，同時優(yōu)化了玉米育種過程，提升了培育優(yōu)質玉米品種的概率。對玉米育種技術加大研究力度，不斷創(chuàng)新生物工程技術，對于完善玉米育種技術和推動農業(yè)生產持續(xù)健康發(fā)展均具有積極作用。

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作者簡介：

姬社林（1972-），男，本科，副研究員。研究方向：玉米遺傳育種及栽培技術。