李京芳

摘   要：针对生物技术在玉米育种中的应用进行了分析，从分子标记技术、染色体工程以及基因工程等这些不同生物技术的角度出发，实现生物技术在其中的合理应用，为玉米育种的质量、产量提供保证。

关键词：生物技术;玉米育种;应用措施

文章编号： 1005-2690（2020）18-0046-02       中图分类号： S513       文献标志码： B

在我国现有的诸多粮食中，玉米的种植面积比小麦、水稻都要更高一些，居于首位。众所周知，我国人口基数庞大，对于玉米等各种不同类型的农作物提出的要求非常高，需求量也相对比较大。玉米不仅是一种基本的粮食作物，同时还可以被广泛应用在各个领域中，比如在能源、工业等诸多领域中都可以实现合理的应用。

但是由于玉米种植以及生长中很容易受到各种不同类型的自然灾害、病虫害等因素的影响，导致我国的玉米总产量无法得到有效提升。针对这一情况，要想保证玉米的质量、产量可以得到有效提升，就必须加强应用生物技术的重要性，通过生物技术在农业生产中的合理应用，不仅可以满足人们的基本生活需求，而且还可以保证玉米育种质量以及玉米种植产量得到有效提升。

1   分子标记技术在玉米育种中的应用

随着科学技术的不断进步和快速发展，在实际生产中应用分子标记技术，有利于为玉米育种的效果提供保证。在玉米育种方面，应用该技术之前，经常会利用形态学的标记、生化标记等各种不同类型的方式，实现对玉米育种工作的辅助。在开展各环节的具体工作中，由于标记的整体数量相对比较少，同时很容易受到环境、基因表达等诸多因素的影响，所以经常很难达到理想化的标准要求[1]。而DNA分子标记技术在实际应用中，可以将其看作是继形态学标记、生化标记各环节工作之后出现的一种新型标记技术手段。对分子标记技术在现实中的应用、作用和价值进行综合分析可以发现，在应用时其自身具有非常明显的优势和特点，如今已经逐渐成为玉米育种中不可缺少的重要组成部分之一。

1.1   连锁图谱的构建以及基因定位

玉米遗传连锁图谱的提出以及具体应用，主要是指在实践中将玉米基因组中的有关基因遗传标记相对位置的连锁图谱，全部真实可靠地展示出来。与此同时，在构建以及应用遗传连锁图谱时，可以将其直接看作是基因定位中必不可少的重要组成部分。同时，也是开展基因组、基因克隆等各环节的基础，对玉米分子的遗传学展开研究时，通过该技术的应用，有利于对玉米遗传连锁图谱进行合理的构建，为基因定位提供可靠的参考依据[2]。根据相关数据统计结果可发现，在20世纪80年代时期，分子标记技术在发展以及具体应用中，对遗传连锁图谱的构建发挥了非常重要的推动作用。

1.2   遗传多样性

玉米具有一定的遗传多样性特征，其主要是指玉米种子内部的遗传多样性。这种物种内部的遗传多样性，如其自身的整体情况、多样性水平的高低等会直接影响到物种对于外界逆境的缓冲效果。由此可以看出，丰富的遗传多样性对于物种而言，可以促使其自身的适应能力得到有效提升。要想实现对玉米多样性的详细分析，就必须要保证对玉米的种质资源进行有效的保护。这样做的根本目的是对玉米自交系统优势类群的划分进行合理的分析，同时还可以为玉米杂交育种亲本选配提供有针对性的遗传背景资料作为支持。分子标记技术在实际应用中，其通常情况下是处于分子水平识别基因中一种独有的技术手段，比较常见的分子标记技术包括RFLP、SSR等不同类型的技术[3]。这些技术在实际应用中，不仅可以被合理地应用到资源的种群划分中，而且还可以对纯度进行检测，具有非常良好的应用效果。

2   染色体工程在玉米育种中的应用

在具体应用中，染色体工程主要涉及两个方面，即染色体操作和染色体组操作。染色体工程在玉米育种中的应用，通常情况下是直接通过染色体的排列顺序以及结构等方面的变化，实现对生物遗传的改变处理。在玉米育种相关工作的具体开展中，染色体工程在其中的应用通常情况都是集中在单倍体育种中。在应用时主要体现在花粉培养、子房培养以及stock6单倍体技术几个方面，在实际应用中，以上条件因素的基本原理都是直接通过单倍体培养出符合实际要求的纯合二倍体。在这一基础上，培养出整株植株，进而达到不断缩短玉米育种年限的目的[4]。Stock6本身就是一种玉米自交体系，通过各种不同类型技术在其中科学合理的应用，可以得到更多符合实际要求的单倍体，利用这些单倍体可以对生物技术在玉米育种中的应用起到良好的推动作用。

在具体应用中，单倍体育种在某种程度上可以促使玉米的整体育种速度得到有效提升，同时还可以加速玉米自交系的有效培养。虽然当前在育种方面大约95%以上都在利用系谱法、回交法等方法，这些常规育种方法在应用时的整体效果普遍比较良好，但是，单倍体技术由于其具有自身的使用周期短、纯合度相对比较高等优势特点，在育种方面得到了广泛应用。在结合单倍体技术应用现状进行分析时发现，玉米单体可以实现自然发生，同时也可以在受到诱导之后发生，一般自然发生的概率普遍比较低，大约只有0.1%。在实际应用中，单倍体育种可以打破当前在整体育种中由于不良基因的连锁性，造成的基因相互间的重组相对比较低，单倍体在其中的诱导率也不是很好。除此之外，在实践中重组二倍体时，染色体加倍本身还具有一定的困难。

可见，将单倍体技术应用于玉米育种，不仅具有非常良好的前景，而且如果与种质扩增等进行有效结合，可以将单倍体育种在玉米种植管理中的优势和特点最大化发挥出来。

3   基因工程在玉米育种中的应用

基因工程也可以称为DNA重组技术、基因拼接技术，在具体应用中，通常情况是直接通过微生物学、分子生物学等各种不同类型的现代方法、手段和措施，对于不同来源的基因，基于提前已经设计好的设计流程，对其进行科学合理的构建和落实，实现对DNA分子的建设，在這一基础上将活细胞导入其中。这样做的根本目的是为了从根本上对原本生物的遗传特性进行改变，从而获得新品种，同时对新产品也可以起到良好的改善作用。

3.1   农杆菌介入导法

农杆菌其实是一种革兰氏阴性菌，主要涉及的内容包括根癌农杆菌以及发状农杆菌。其中，根癌农杆菌在整个农杆菌介导植物基因转化的过程中可以得到广泛应用，在实际应用中可以通过侵染的方式，直接将植物受伤部位进行侵染处理，在这一基础上，也可以直接将Ti质粒上的T-DNA区转移到对应的植物受体细胞当中，同时还可以直接将其整合到对应的植物基因组当中。

农杆菌在实际应用中的整体效果普遍比较良好，近年来，将农杆菌作为玉米体系侵染的主要流程和方式，不仅整个体系在构建以及具体应用中得到了不断完善和优化，而且农杆菌的介导法在整个玉米转基因育种中已经得到广泛应用。在这种形势下，转化率一直在不断提升，最终的效果也相对比较明显。

3.2   基因枪法

基因枪法又可以称为粒子枪法。在实际应用中，该方法主要是通过高速运动的方式，促使金属微粒可以直接附着在微粒的表面，其表面外源的DNA分子可以直接被代入到对应的受体细胞当中，这种技术可以被看作是一种具有遗传物质特征的导入技术。该技术的应用原理是通过火药爆炸、高压放电等各种不同类型的技术手段，将其作为驱动力实现不断加速的作用，同时金属微粒轰击靶细胞在其中的应用，可以将外源DNA携带到实践中，将其整合到对应的基团当中。基因枪转化法不仅可以将其合理地应用到单子叶植物当中，而且还可以将其应用到双子叶植物当中，实现植株的再生，其自身的受体相对比较广泛。在应用基因枪法时，其自身的缺点也很多，所以在使用时必须结合现实要求，尽量避免这些缺点带来的影响。其中比较明显的缺点就是应用时的整个操作相对比较烦琐，需要投入的费用也比较高;另外，DNA片断在其中进行转化时，容易出现严重的断裂现象，外源基因在其中也很容易受拷贝不完整等问题的影响，导致遗传的稳定性很难延伸到下一代。

4   结语

众所周知，我国已经全面进入到信息化、科技化时代，生物技术在整个社会经济发展中具有非常重要的影响和作用，对各领域都带来了积极的影响。但是，在现有的常规技术应用中，玉米育种技术仍然是其中的主要手段，在整个育种体系的构建以及应用中具有非常重要的意义。虽然目前来看，玉米生物技术育种在应用时还会受到很多因素的影响，但是已经逐渐成为一种必然的发展趋势。在实际应用玉米生物技术时，最为重要的一点就是要结合实际情况，对分子标记辅助育种、转基因育种等实现合理的应用，不仅有利于细胞、基因工程等在实践中的不断完善和优化，而且还可以从根本上保证生物技术在玉米育种中得到更加广阔的发展，以保证玉米育种的质量和产量。

参考文献：

[ 1 ] 郭书磊，魏昕，魏良明，等.玉米单倍体诱导、加倍技术及相关机理探讨[J].玉米科学，2020，28（3）：52-59，65.

[ 2 ] 王向峰，才卓.中国种业科技创新的智能时代——“玉米育种4.0”[J].玉米科学，2019，27（1）：1-9.

[ 3 ] 王鹤桦，刘金海.玉米育种技术研究进展[J].种业导刊，2019（2）：18-20.

[ 4 ] 王洪振，于佳鑫，刘强，等.CRISPR/Cas9基因编辑技术在玉米育种中的應用[J].分子植物育种，2019，17（20）：6696-6704.