生物技术在玉米育种中的应用研究
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摘要：玉米是我国重要的一种粮食作物，我国当前玉米产量的增长速度远超众多国家，玉米杂交种的育种方法也越来越普及，玉米作为我国的粮食作物之一变得越来越不可或缺。随着人民生活水平的日益提升，加大生物技术育种的研究力度从而提高玉米的产量和质量显得尤为重要，开辟新的玉米育种方法，有机结合生物技术育种与传统育种技术，使得玉米育种技术迈进新阶段。
关键词：玉米育种 生物技术 应用及探索
目前，我国将生物技术应用到玉米育种中取得了一定的成就，通过转基因技术和分子标记技术的广泛运用，深入研究玉米育种进程，虽然在一定程度上突破了传统的玉米育种技术，但同时也存在一些问题，由于研究费用高昂使得我国玉米育种发展遇到瓶颈，基因沉默现象称为主要制约因素;另一方面，拓宽玉米自交系种质资源并且完善玉米转基因技术，对于发掘玉米高产、优质以及高抗等基因方面有着不容忽视的作用。
一、我国玉米育种技术的背景
当前，由于玉米在我国农业产物中的地位越来越重要，使得我国对玉米育种试验以及研究的重视度不断提升。通过开辟多种途径并且创新科研进行深度研究，不仅提高了我国玉米种质资源的利用度，而且使得我国玉米产量稳步提升。国内育种技术发展迅速，尤其是基因工程的进步大大地提高了玉米育种的品质，但是经济的高速发展使得人们的需求不断提高，玉米育种技术在生物技术领域的深入刻不容缓[1]。
近年来，生物技术中单倍体育种技术、基因工程育种以及分子标记辅助育种技术都有了很大的突破。从我国的现状进行分析，生物技术增强了玉米育种技术的产业活力，对于玉米育种产业化的实现功不可没，转基因玉米已经从实验室迈入田野当中，对于建立玉米杂种优势群和提高育种效率的作用不可忽视。因此广泛运用生物技术创造优质的玉米育种群是当前我国玉米产业的重点。显而易见，基因工程以及分子标记技术作为玉米育种的新手段，不仅使得玉米育种方式多样化，而且加快了生物技术的发展进程。总而言之，生物技术不仅作为一种新兴技术，也是传统的常规育种技术的重要外延，在很大程度提高了玉米育种水平。
二、生物技术在玉米育种中应用的现况
（一）玉米单倍体育种技术研究有了重要突破
加快自交系的选育和纯化是玉米育种工作内容的重点。有机结合自交系群类和育种延展的特点从而进行选配，对于玉米单倍体育种技术进行深入研究，可使材料的纯合从常规育种的5～7a缩短到1～2a，大大地提高育种效率。采用组织或细胞的离体培养和体内发生作为诱导是产生单倍体的两个重要因素，其中在采用组织或细胞诱导单倍体的方向，我国还没有形成统一的培养体系供玉米育种应用;而在孤雌生殖单倍体方向，我国的育成农大高诱一号，大大缩短了与其他发达国家的育种技术的距离[2]。
（二）分子标记技术的广泛应用是新兴玉米育种技术发展的趋势
分子标记技术贯穿于玉米育种的整个环节，真正突破了常规的玉米育种技术，实现了由表型选择向基因型选择的过渡。鉴于此，DNA分子标记技术因其便于操作、成本适中以及可适应性强的优势被广泛应用，其中分子标记辅助选择作为当前育种技术最主要的研究方向，通过分子标记选择基因性状，提高了对玉米育种性状选择的效率以及玉米抗病的能力;再者，建立合适的杂交优势利用模式也是大势所趋，为分子标记辅助提供便利，也为玉米抗穗粒腐病育种带来较大的帮助[3]。
（三）玉米基因工程发展迅速
植物基因工程是在分子水平上定性重组遗传物质，改良植物性状，培育优质高产作物新品种的分子育种技术;玉米基因工程在改变玉米抗性和品质方面得到了广泛的应用，可以说玉米转基因技术打破了物种之间交流的屏障，可以充分利用其它种群优质的种质资源，快速实现玉米的高产和优质的品质。我国目前具有先进的基因转化技术，已经可以培养出性状优质的玉米作物，并且形成了完整产业链。
（四）玉米种子纯度鉴定有了较大的突破
种子纯度对于种子的品质来说是重要的评估手段，玉米种子纯度的鉴定是玉米育种一项重要的工作内容，随着生物技术的日益完善，对种子纯度的鉴定方法越来越多样化，其中DNA 标记便是重要的方法之一，由此可见，对于玉米种子纯度的鉴定本身而言，分子标记手段起到巨大的作用，其也是玉米种子纯度鉴定前景的重要推力[4]。
三、玉米育种在生物技术方面面临的问题
分子学作为现代生物技术的脉络，其内容纷繁复杂，可操作性难度较大，并且融合了多门学科，对于从事生物技术研究的人员所要具备的专业素养和综合素质提出来很高的要求，技术人员必须要掌握全面的专业知识才能深入的研究并利用新兴育种技术。此外，高昂的研究费用严重制约了育种技术的发展，并且致使许多育种企业难以维持，生物技術实验中所运用到的专业仪器大都价格高昂，并且使用和维护的费用也是一笔巨大的开支，这对于育种企业来说难以为继[5]。
从生物技术本身出发，也有许多需要改善的地方，玉米育种关于相关基因的转化是急需攻克的难关。在单倍体育种技术方面，大多数基因群难以诱导愈伤组织以及分化绿苗致使玉米育种培养停滞不前;在分子标记技术方面来说，可供选择利用的标记与性状的连锁关系联系的不够紧密，选择性较少使得杂种势群的划分有很大的局限性;在基因工程技术方面，目前大多数玉米农艺性状基因类群还没有完全分离出来，致使基因转化率低、成本过高。从另一角度来说，即为DNA可操作性不高，试验周期较长不能大规模的开展研究实验，数据处理的难度较大，转基因玉米作物的结实性较差，没有完全实现产业化从而制约了玉米生物育种技术的发展[6]。
总而言之，由于玉米育种技术大数据整合困难以及基因沉默效应长期存在，致使人为研究重复性太高并且转基因植株的融合率也偏低。很多育种技术尚未成熟与完善，很多育种技术的试验研究目前仅是存在于实验室当中，还未运用到实践当中，另外，环境因素的多变性也对优良性状类群的存活提出了更高的要求，对于玉米转基因技术的成活也是更大的挑战。 四、生物技术中玉米育种的发展趋势
当前是生物技术发展的时代，其来势汹汹，发展势头迅猛，常规的玉米育种技术虽然是传统种植的重要手段，但生物技术的开展已经强势加入，大大增强了玉米产业的活力，植物基因工程以及分子标记育种手段逐步成为新兴玉米育种技术的发展核心，同时关于此类技术的核心试验也成为了育种企业强有力的竞争手段，因此重视生物技术的创新研究将是未来发展的重心。
新兴玉米育种技术的首要任务就是提高技术人员的操作水平以及专业知识，综合多门学科的知识来提高运用程度，提高试验水平、创新试验方法、有效分析试验结果;其次加大生物技术的利用力度，生产优质的玉米品种，开发简便、有效的分子标记技术途径，从性状本身着手进行开发应用;最后与国内外的先进生物科学研究进行学术交流，加强与科研院所以及专业院校的合作力度，掌握先进的生物技术知识和专业技能，从提高自身出发进而提升我国整体的生物技术发展水平。
五、结语
综上所述，针对当前我国生物技术发展的实际，我们应该结合生物技术与常规的育种技术，深入探索国內外的玉米育种研究成果，减少资源浪费，提高玉米植株的种质资源，合理定位新兴玉米育种技术，拥有独有的专业理论与技术，尽快地运用到育种实践当中;与此同时，育种企业也要做到重者恒重，重点扶持发展单倍体育种技术、植物基因工程以及分子标记技术，使其发挥出应有的作用，缩短玉米品种的育种年限，增强育种的多样性，从而为我国的玉米育种事业发展贡献出自己的一份力量。
参考文献：
[1]张小娟，郭凤琴，郭庆瑞，等.生物技术在玉米育种中应用研究的初探[J].农业科技通讯，2018，（10）：4-6.
[2]郝怀庆，刘丽丽，姚远，等.分子模块设计育种技术在玉米育种中的应用及前景展望[J].中国科学院院刊，2018，（09）：923-931.
[3]郭怀志，任炳正，闻占飞.论单倍体技术在玉米育种上的应用[J].种子科技，2018，（03）：62.
[4]唐军，王文强，黄春琼，等.玉米育种技术研究进展[J].热带农业科学，2017，（05）：42-50+71.
[5]关淑艳，董昭旭，李晖，等.生物技术在玉米育种中的应用[J].吉林农业大学学报，2016，（02）：127-137.
[6]刘金文.浅议生物技术在玉米育种中的应用[J].中国农业信息，2014，（17）：123.
（作者单位：山东省莱西市第一中学 高二一班）
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