玉米的遺傳育種淺析

寧立志　鄭根昌　李志剛

摘 要 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要保障，研究農(nóng)業(yè)技術(shù)對(duì)于提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)能力有著重要的意義。玉米是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，玉米育種將會(huì)直接決定玉米的年產(chǎn)量。通過分析目前關(guān)于玉米遺傳育種的研究現(xiàn)狀，指出玉米遺傳育種中的關(guān)鍵技術(shù)，并探索提升玉米遺傳育種質(zhì)量的技術(shù)措施，從而指導(dǎo)農(nóng)業(yè)玉米遺傳育種的能力。

關(guān)鍵詞 玉米；遺傳育種；農(nóng)業(yè)技術(shù)；育種技術(shù)

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.140

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基本國(guó)策。對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)而言，不僅保障著我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，更為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)提供科技保障[1]。玉米，我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)作物之一，玉米的育種問題將會(huì)直接決定玉米的年產(chǎn)量[2]。玉米遺傳育種技術(shù)是近些年玉米技術(shù)研究中的熱點(diǎn)，由于遺傳育種能夠大幅提升玉米作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，研究玉米遺傳育種有著重要的理論和實(shí)踐價(jià)值[3]。

1 玉米育種技術(shù)在我國(guó)發(fā)展存在的問題

1.1 種質(zhì)資源貧乏，育種難度較大

在我國(guó)玉米培育技術(shù)的發(fā)展過程中，大多數(shù)地區(qū)都是采用自交系間雜交種，自由授粉已經(jīng)基本不再使用，來自地方品種的種質(zhì)資源難有增加。這就說明我國(guó)種質(zhì)資源貧乏，育種難度不斷加大，雖然我國(guó)擁有大量的育種資源，但在研究總?cè)狈Τ浞值目紤]，在育種過程中可選擇種質(zhì)類型相對(duì)有限[4]。

1.2 基礎(chǔ)理論研究較弱，高新技術(shù)起步較晚

受到我國(guó)科研導(dǎo)向和科研投資的影響，玉米遺傳培育技術(shù)在應(yīng)用中存在限制，部分地區(qū)發(fā)展較弱，尤其是經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的區(qū)域沒有形成有效的育種技術(shù)發(fā)展機(jī)制。玉米遺傳一種缺乏先進(jìn)的技術(shù)支持；同時(shí)，在我國(guó)玉米遺傳育種技術(shù)應(yīng)用中，缺乏對(duì)高新技術(shù)的扶持政策，玉米培育過于滿足現(xiàn)狀，導(dǎo)致科研推動(dòng)力較弱，不能為玉米育種發(fā)展提供良好的支持。

1.3 培育中缺乏品質(zhì)評(píng)估，導(dǎo)致產(chǎn)量高品質(zhì)差

在進(jìn)行玉米品種的培育過程中，單方面地追求產(chǎn)量，缺乏對(duì)品質(zhì)的考核，導(dǎo)致品種培育缺乏品質(zhì)性狀的改良。在品種培育過程中，不能根據(jù)產(chǎn)品價(jià)值選擇相應(yīng)的性狀，導(dǎo)致所開發(fā)的玉米品種不能滿足市場(chǎng)多元化的需求[5]；同時(shí)，在玉米品種的選配中，沒有與市場(chǎng)形成配套體系，導(dǎo)致所培育的玉米中不符合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求。

1.4 玉米育種機(jī)制存在問題

在我國(guó)玉米培育中，存在部分地區(qū)采用種子公司專營(yíng)的模式，導(dǎo)致地區(qū)內(nèi)的育種受到壟斷，缺乏相應(yīng)的監(jiān)督，不能提高育種技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)性，在發(fā)展中容易受到政策限制，不能充分吸收先進(jìn)技術(shù)，阻礙先進(jìn)育種技術(shù)的應(yīng)用[6]。此外，目前我國(guó)育種公司大部分采用承包地生產(chǎn)的模式，導(dǎo)致育種過程中缺乏專業(yè)性，不能徹底去雄。這就導(dǎo)致我國(guó)玉米育種整體能力不足，技術(shù)水平偏低，不能為玉米種植提供良好的培育支持。

2 玉米遺傳育種及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 DNA指紋圖譜

DNA指紋圖譜能夠進(jìn)行繪制新品種指紋圖譜，并且發(fā)揮保護(hù)品種權(quán)的作用。該技術(shù)主要是借助品種DNA組成，用可見的條碼式譜帶圖譜進(jìn)行檢測(cè)。DNA指紋圖譜能夠利用新品種的基因型，并保證DNA帶譜的穩(wěn)定性，而避免受到栽培環(huán)境的限制，且能夠借助計(jì)算機(jī)管理[7]。玉米遺傳育種技術(shù)中，通過DNA指紋圖譜就能夠獲取豐富的遺傳信息，保證遺傳信息能夠在玉米培育中起到標(biāo)示作用，且能夠保證玉米品種的獨(dú)特性，對(duì)于優(yōu)質(zhì)玉米新品種，可以借助DNA指紋圖譜庫(kù)進(jìn)行辨別真?zhèn)危治鲈撈贩N的質(zhì)量，在必要時(shí)可以進(jìn)行司法鑒定，保證品種開發(fā)者的權(quán)益。

2.2 基因系族分類方法

在進(jìn)行評(píng)估玉米質(zhì)量過程中，根據(jù)親本遺傳真實(shí)性和玉米雜交種純度就能夠確定其品質(zhì)。在玉米遺傳培育中，根據(jù)玉米的基因型進(jìn)行判定，按照系譜進(jìn)行相應(yīng)的分類，確定玉米基因的關(guān)系親疏，獲取遺傳距離，計(jì)算相應(yīng)的系譜分析結(jié)果。因此，玉米遺傳培育中就能夠按照基因系族分類的方案，確定相應(yīng)的培育方案，從而推廣相應(yīng)的應(yīng)用。

2.3 遺傳圖譜及尋找目標(biāo)性狀技術(shù)

遺傳圖譜能夠在育種中起到選擇分子的作用，SSR標(biāo)記及檢測(cè)技術(shù)就能夠獲取相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，在玉米培育中獲得更高的多態(tài)性檢測(cè)結(jié)果，從而構(gòu)建高密度的遺傳圖譜。其中，遺傳圖譜能夠以功能基因和數(shù)量性狀位點(diǎn)進(jìn)行連鎖分析，確定該功能基因和數(shù)量性狀位點(diǎn)的位置。

2.4 轉(zhuǎn)基因培育技術(shù)

轉(zhuǎn)基因技術(shù)在當(dāng)前的玉米育種中有著廣泛的應(yīng)用，國(guó)外的轉(zhuǎn)基因工程應(yīng)用更為成熟，且所應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因方法越來越多。其中，在玉米培育中容易實(shí)現(xiàn)的方法包括以下幾點(diǎn)。

第一，可以利用農(nóng)桿菌的性特性進(jìn)行介入。經(jīng)研究，有2種農(nóng)桿菌可以應(yīng)用到基因中。一種是根癌農(nóng)桿菌，另一種是發(fā)桿農(nóng)桿菌，這兩種農(nóng)桿菌均含有TI和RI質(zhì)粒。其中，在實(shí)際應(yīng)用和研究中，TI質(zhì)粒最為普遍。

第二，基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法。這種方法的基本原理是將基因包在極其微小的金粒或者是鎢粒中，攝入到目標(biāo)植株柱組織中，表達(dá)出染色體性狀，達(dá)到轉(zhuǎn)基因效果。玉米基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法就能夠?qū)崿F(xiàn)玉米的轉(zhuǎn)基因過程，從而實(shí)現(xiàn)遺傳培育的作用，且在該過程中無需重復(fù)培養(yǎng)原生質(zhì)體，受體材料、靶細(xì)胞來源廣泛，在實(shí)踐中可推廣性高。

3 結(jié)語

玉米遺傳培育技術(shù)能夠有效提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，為玉米作物種植提供保障。我國(guó)玉米遺傳培育技術(shù)應(yīng)面對(duì)當(dāng)前存在的問題，根據(jù)相關(guān)遺傳培育技術(shù)的發(fā)展，借助DNA指紋圖譜技術(shù)、基因系族分類方法技術(shù)、遺傳圖譜及尋找目標(biāo)性狀技術(shù)、轉(zhuǎn)基因培育技術(shù)等方法，提高玉米遺傳培育的能力，為我國(guó)玉米種植技術(shù)的發(fā)展提供支持。

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（責(zé)任編輯：趙中正）