侯德軍
摘要:分子育種是現代科技農業應用最為廣泛、先進、快速的育種新技術,也是現代農業種業發展的基礎和條件,分子育種技術對作物的遺傳和改良有著重要的影響。分子育種技術在農業中的應用不僅保障了我國物種資源的完善性,更是保證了我國的糧食安全,進而促進了我國現代農業的健康穩定發展。基于此,本文簡要闡述了國內外分子育種的發展現狀,進一步說明了物種資源利用的發展趨勢,以供分子育種和物種資源相關工作者提供參考。
關鍵詞:分子育種;物種資源;發展現狀;趨勢
1? 前言
物種資源又稱為遺傳資源,是物種進行新品種選育和育種的基礎資源和材料。分子育種技術是非常經典的遺傳學理論和技術,更是現代分子生物學的典型技術手段,主要是采取先進的技術方法對優良的新品種進行選育和培育,從而設計出新型、優良的品種。分子育種主要是采取轉基因育種、分子標記輔助等方法和方式,是一種經典的育種方法和技術,進一步打破物種之間的種間遺傳物質,進一步優化和提升物種資源的遺傳性。
2? 國內外分子育種的現狀
2.1? 分子育種的方式方法
一般而言所說的分子育種就是指在經典遺傳學和分子生物學的理論基礎上,利用現代某些先進的生物技術方法和方式運用于在的傳統育種過程中,將基因的表現型和選擇型進行有機的結合,從而培育出新型的品種,這種培育過程其實是一個優良基因的選擇過程。現在經典的分子育種模式主要有分子標記育種、轉基因育種及分子設計育種。
分子標記育種一般又被稱作分子標記輔助選擇,它技術的特點主要是利用了目標基因的分子標記,這種標記可以輔助研究者在作物的雜交后代中找出并精確鑒別出選擇性的品種。基于此突出的特點,大部分的研究者都是采取這種辦法和手段去選育優勢品種。截止目前,分子標記育種的方法主要還是在選育質量性狀,質量性狀要涉及的基因是單基因或者較少的基因,這種分子育種的方式主要去篩選少數優勢基因,不斷去利用近等基因去進行育種實踐。但是,分子標記育種也有一份非常大的缺點,就是其在育種方面選擇基因時有穩定性較差,不能很穩定的選擇優勢基因去育種。
當前,轉基因育種是現今分子育種方面應用最為廣泛的一種方式,它可以隨意按照研究者篩選所需基因的原則,按照DNA重組技術,將所需的功能片段通過基因轉化導入受體,進行基因重組,進而讓基因表達成所需的形狀。克隆技術也是轉基因技術的翻版,再升級技術。同時,克隆技術可以任意選擇物種或基因,打破轉基因育種方面物種間的遺傳物質交流的阻礙,進而克服傳統育種方法的局限性。特別值得注意的是,轉基因技術要和分子標記育種技術相結合,這也是近年來研究者在此方面闡述了大量的、相關的論文技術和研究成果。轉基因技術大多數還是在追求現在的商業化和利益化,不斷去更換和更新物種的遺傳物質,以此達到某種需要和成效。這也是現在學術界重點討論的轉基因安全性和倫理性的分歧之處。
分子設計育種是通過研究出物種表達出的重要形狀,再通過功能基因組學,進行分子之間的設計模型,進而篩選出所需的表達基因。作物的分子設計學其最初的目的是在育種學者的實際試驗之前,對育種過程種的各種影響因素和條件進行模擬選擇,進而篩選和優化,通過期間的對比和研究,確定出目標基因和最佳的親本選擇和后代的表達性條件。分子設計育種其實也是當前分子育種模式的最高級模式,是先進分子技術和遺傳學理論的結合。
2.2? 分子育種的現狀
當前分子育種的現狀主要還是存在以下三個方面的特點。一是分子育種方式在定向改造物種的遺傳性狀,通過轉基因技術可以任意按照研究者的意愿去改變物種的遺傳基因和遺傳物質,進而保持其物種之間的優良性狀的遺傳穩定性,提高其物種的生存優勢,提升分子育種的目的性、可靠性、易操作性,這是轉基因技術最大的特點和優勢。二是現今的分子育種方式,在一定程度上表現出了優勢基因之間的共享和共用。采取大部分的優勢性狀,篩選出優勢基因,打破種間基因的不可遺傳,減小動物、植物 及其他生物之間的差異,從而進一步提升了優勢基因在遺傳學和分子育種方面的共用和共享程度,進一步豐富了生物界的基因資源。三是避免了不良性狀和基因的表達和表現。由于遺傳學理論中存在不同性狀基因可能會有連鎖發生的理論,這樣就限制了其優勢基因之間的交融和共同表達。但是分子育種方式中的基因工程技術可以將多種優勢基因進行控制和表達,這就從遺傳物質的根本性上限制了不良性狀的連鎖表達,進一步幫助研究者篩選出所需基因。
3? 物種資源利用的發展趨勢
近年來,物種資源的發展和利用越來越受到關注和重視,究其原因主要還是各個國家在保護自身的國家核心利益。物種資源利用和核心利益不僅關乎著本國物種資源的豐富性和可利用性,更是關系到國家發展和生存性的根本利益。基于此,當前物種資源利用的發展趨勢主要表現在以下三個方面。
對物種資源的保護和鑒定是越來越受到各國的重視。由于在以前互相相鄰之間的國家會存在物種之間的入侵和導致本地物種的滅絕等事件發生,各國越來越重視本土物種資源的保護,每年不斷加大物種資源的保護力度,不斷提升本國居民對種質資源主權的保護意識和保護措施,逐漸建立和完善相關物種資源保護制度和法律法規。
對物種的鑒定越來越受到重視。當前各個國家在不斷加強對本土物種資源的鑒定和收集,進一步發掘出有利于本國物種資源的發展的基因和表現性狀,特別是鑒定和收集特色的物種資源的利用和開發。這主要是對需要的目標性狀基因進行篩選和利用,開發出能夠進一步適應當前環境變化的遺傳基因。
參考文獻
[1] 董玉琛.作物種質資源學科的發展和展望[J].中國工程科學,2001,3(1):1-5.