現代育種技術在植物品種改良中的應用

何永云

摘 要 闡述了在植物品種改良中出現的一些現代育種技術，如轉基因技術、分子標記選擇技術、誘變技術、組織與細胞工程技術等。同時，未來的植物品種改良的方向做了簡要的討論，以期為同類研究提供參考。

關鍵詞 現代育種技術；植物產品；品種改良；應用

中圖分類號：S567.239 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）12--02

隨著科學技術的不斷發展，植物產品的種類在數量上日益豐富，其質量和安全問題也逐漸成為人們關注的熱點。植物的品種不管是從高產量的生產上還是高質量利用上都處于至關重要的地位。優良品種的選育不僅可以增加植物產品的數量，更是對生活質量日益提高的一種保證。而先進、科學的育種技術手段又是植物優良品種的前提，不僅能夠保證植物品種獲得一個較高的產出，還能促進現代農業的健康發展，對經濟效益、社會效益和生態效益都有益處。。

本文簡要闡述了在植物新品種選育中用到的一些現代育種技術，如轉基因技術、分子標記技術、細胞工程技術和誘變技術等，以期為現代育種技術的發展與植物新品種的培育方向提供參考。

1 轉基因技術的應用

以人的意念為準則，將某一段基因或DNA進行分離和修飾后，以一定的手段將其轉入物體中，之后與受體生物的染色體整合、表達、遺傳的綜合性生物技術被稱為轉基因技術。經過近半個世紀的發展，目前轉基因技術已經達到一個很高的水平，按照不同的屬性可以將轉基因技術分為生物學、化學和物理學方法3類。

1.1 生物學方法

生物學方法有農桿菌（Agrobacterium tumefaciens）介導法、花粉管通道法等。農桿菌介導法是以根癌農桿菌或發根農桿菌為媒介，將外源基因通過感染的方式帶入植物基因組中，實現外源DNA到寄主植物細胞的轉化。花粉管通道法是利用植物開花、受精過程中產生的花粉管通道，將外源基因或DNA導入受精卵細胞，并發育成轉基因個體的遺傳轉化方法。目前，花粉管通道法已被廣泛應用。

1.2 物理學方法

物理學方法包括基因槍法、顯微注射法、離子束介導法和電激法等?；驑尫ㄊ怯酶咚龠\動的金屬微粒將附著于其表面的DNA導入到受體細胞中的一種轉基因技術[1]。電擊（激）法也稱電穿孔法，是在瞬時高壓電擊下，細胞膜上會出現小孔，電擊解除后，這些小孔還會自動閉合，在此期間外源DNA分子能通過小孔進入細胞，并與基因組發生整合。顯微注射法可以把外源基因直接注射到細胞核中。

1.3 化學方法

化學方法包括聚乙二醇法、脂質體法等。

聚乙二醇（PEG）法是在多聚-L-鳥氨酸（PLO）、磷酸鈣及高pH值條件下PEG能誘導原生質體攝取外源DNA分子。脂質體法植物脂質體介導轉化法最初是從動物細胞的轉化發展起來的。

2 分子選擇技術的應用

分子生物學的發展，催生了諸多分子選擇技術，如限制性片斷長度多態性（RFLP）、隨機擴增多態性 DNA（RAPD）等[2]。這種技術的應用目前來說也已十分普遍，人們對7個不同野生群體的明黨參1個栽培群體的川明參進行ISSR分析，結果表明，黨參的遺傳多樣性較高，川明參的遺傳多樣性低于明黨參，聚類分析表明川明參與明黨參在DNA 水平出現了較大的遺傳分化[3]。通過ISSR分析篩選出了川明參的一個特有分子標記，為實現川明參的分子標記輔助育種提供了一定的基礎。

3 組織與細胞工程技術的應用

植物細胞工程是一種處于細胞水平上的育種新技術，由于植物細胞具有全能性和均等分裂的特性，可以保證對單一細胞或者細胞團塊處理后，可以保證目標性狀在再生植株上完整表達。植物細胞工程技術主要有染色體工程技術、原生質體培養、花藥培養、細胞培養與無性系篩選、組織培養與體系胞雜交、器官與胚胎培養、植物脫毒快速繁殖與人工種子生產技術等種類。

對分子染色體工程育種開展了遠緣雜交技術創制了大白菜、甘藍、菜墓、芥藍及茄子等蔬菜新種質[4]。在研究中利用多功能細胞融合儀，將甘藍葉內和白菜原生質體成功的融合，培育出了新的雜交種[5]。

4 誘變技術的應用

植物誘變技術是指通過外界環境或者利用一些手段使得植物產生大量的不定向變異的一種新型育種技術，為培育新種質、新品種及基因功能的研究等創造條件。植物誘變技術可以分為化學誘變、物理誘變和生物誘變。

化學誘變化學誘變劑的確定主要取決于誘變的目的、誘變材料的性質及試驗條件等，可以分為兩類：一類是針對植物倍性改良的誘變劑，另一類則通過植物細胞在復制、轉錄過程中滲入細胞內，發生堿基的替代或嵌入堿基之間，造成染色體變異，進而發生復制或轉錄錯誤。物理誘變是通過一些射線、粒子和聲波等的物理手段對植物進行誘變處理的一種新技術。典型的物理誘變劑有4大射線、紫外線、快中子、微波、超聲波、電磁波、激光處理、重離子注入和高靜水壓等。

空間誘變指由太空的特殊環境誘發植物突變的一種技術，春小麥在經過太空微重力、弱地磁、高能粒子、宇宙射線及高真空等極端環境之后，與地面的對照小麥相比，在各方面都表現出很強的優勢，如發芽、出苗率高，生長快，產量增大等[6]。

利用生物因子誘發植物發生變異產生有利突變體的方式稱為生物誘變。用Ac/Ds系統作用于水稻，組建突變庫，再由雜交進行篩選，可以獲得了優良突變種。

5 結語

長期以來，由于人類的介入，出現許多新品種新類型的植物，更新速度遠遠超過了自然進化的過程，使農產品的產量、質量和勞動生產率大幅度提高。但是在帶來了顯著的經濟效益的同時，其安全問題也引人深思。人工選擇作為進化的一種，但是如今多種新型技術的不斷開發，進化和變異成為植物生長的一個主旋律，進化方向和安全成為育種工作面臨的最大問題。因此，在今后研發更多育種手段的同時，應該著重考慮新品種的安全問題。在保證植物產量的同時更加注重產品的質量，以此為方向，形成以常規育種為基礎，多種現代育種技術相結合的育種技術體系，是提高植物遺傳改良效率和水平的發展趨勢。

參考文獻

[1]鄭博.基因槍法介導擬南芥AtMYB44基因轉化小麥的研究[D].安徽：安徽大學，2013.

[2]王忠華，舒慶堯.水稻分子標記[M]//北京：中國農業科技出版社，2001：239-269.

[3]邱英雄，傅承新，吳斐捷.明黨參與川明參群體遺傳結構及分子鑒定的ISSR分析[J].中國中藥雜志，2003，28（7）：598-602.

[4]申書興，王彥華，陳雪平，等.利用分子染色體工程技術創制蔬菜新種質[A].2012年園藝植物染色體倍性操作與遺傳改良學術研討會論文摘要集[C].2012.

[5]李培夫.細胞工程技術在作物上育種上的應用新進展[J].新疆農墾科學，2000（3）：1-4

[6]王廣金，閆文義，孫巖，等.春小麥航天育種效果的研究[J].核農學報，2004，18（4）：257-260.

（責任編輯：趙中正）