转基因技术在玉米育种中的应用

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1、农业生物技术课程论文题目_转基因技术在玉米育种中的应用_________________院（系）：专业：班级：姓名：学号：成绩：完成日期：转基因技术在玉米育种中的应用摘要：玉米转基因育种是基因工程中基因转移的方法创造玉米新种质、种质资源或新品种。将转基因技术与玉米常规育种的方法与技术相结合，能尽快地培育出符合育种目标与市场需求的新品种、带来育种水平的提高、创新和突破、加快玉米育种进程。随着转基因技术的飞速发展及其研究的日趋成熟，转基因技术在拓宽玉米种质资源，提高杂交种的抗逆性、抗病虫性、提高产量和品质等方面将发挥更大的作用，应用前景广阔。关键词：玉米、育种转基因技术、基因工程植

2、物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导人植物基因组，并能在后代中稳定遗传，同时赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。常规育种常常受有性杂交亲和性的制约，而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍，快速有效地创造遗传变异，培育新品种、创造新类型，大大缩短新品种育成的时间。因此，随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术也蓬勃发展。玉米是重要的粮食作物，也是用基因工程方法进行品种改良的作物。随着世界首例转基因烟草于1983年培育成功，全球范围内开展了转基因玉米研究。育种者利用转基因技术可以对有益的基因进行有目的的操作

3、，并且可以跨越天然物种屏障把来自其他生物的基因导入到与其毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞中，以获得所需要的理想性状，缩短选育周期，从而培育出高产、优质、多抗的作物新品种。目前，转基因技术在玉米的遗传育种中得到广泛应用并取得了较好的成效。玉米转基因已经建立了一套比较完整的理论和技术体系，其技术主要包括：以农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术、利用基因枪、PEG等的DNA直接导人转化技术和通过花粉管通道、子房注射的转化技术。转基因技术通过种属问基因的流动弥补了玉米遗传资源的不足，与常规育种结合必将带来育种上的重大突破，它是农业生物技术的核心领域，并将成为作物育种的一种重要手段。1转基因玉

4、米产业发展现状从产业化情况来看，近十年来转基因玉米发展十分迅速，已成为全球推广面积第二的转基因作物。1996—2007年全球转基因玉米种植面积增加117倍，与转基因大豆种植面积的增幅基本相当（朱毅华，2008）。从相对地位来看，2007年转基因玉米占全球转基因作物播种面积的比例达到31%，居转基因作物种植面积第二位，仅次于转基因大豆(占51%)（刘源霞等，2007）。转基因玉米是世界上最重要的转基因作物之一。从各主要种植国来看，1999年,全球12个国家种植的4个主要转基因作物中,玉米占转基因作物总种植面积的28%。美国种植的转基因玉米(抗虫基因Bt和耐除草剂基因)增加了220

5、万hm2,从1998年的810万hm2增加到1999年的1030万hm2,相当于1999年美国全国玉米种植面积3140万hm2的33%。美国科学家还培育出能抗欧洲玉米螟的转基因玉米,以防欧洲玉米螟威胁玉米种植。到1998年,这种转基因玉米的种植面积已达到美国玉米种植面积的20%。此外,抗根瘤线虫病的玉米新品种也已研制成功,2~3年内即可大规模栽培。除美国外,欧盟的西班牙和法国也已开始种植转基因Bt玉米,面积分别为3万hm2和1000hm2,而葡萄牙首次在1999年种植转基因Bt玉米1000hm2以上,此外,德国也有小面积的Bt玉米种植。转基因玉米种植面积迅速增长的一个重要原因是

6、能有效提高玉米单产水平。就玉米单产水平而言，世界各国之间存在着很大差异，玉米主产国之间单产增长幅度差异明显。在发达国家，如美国、法国和加拿大，玉米单产均在8吨/公顷以上的较高水平。与发达国家相比，我国玉米单产尚有较大差距，2006年仅为5.37吨/公顷，与阿根廷相近；而巴西、墨西哥、印度等国的玉米单产则处于较低水平（白云凤等，2003）。2.转基因技术在玉米育种上的应用2．1抗虫转基因玉米   虫害是制约玉米产量的重要因素，目前，在玉米上解决虫害的主要方法是在玉米植株生长过程中使用化学杀虫剂。但是化学杀虫剂不但杀死害虫，也杀死害虫的天敌．长此以往会造成生态平衡的破坏和环境污染的

7、日益严重。种植转基因玉米是替代使用杀虫剂的有效方法。目前,抗虫转基因玉米主要应用的是BT毒蛋白的基因和植物来源的抗虫基因(蛋白酶抑制剂,苏元菌,芽孢杆菌剂基因、淀粉酶抑制剂基因和凝集素基因等)。BT在芽孢形成的过程中产生杀虫晶体蛋白(ICP),BT毒蛋白在体孢晶体内以原毒素的形式存在。被昆虫摄取后,在昆虫幼虫的肠道内的微碱性条件下经蛋白酶水解转变为毒性多肽分子,可与昆虫肠道上敏感的表面特异受体相互作用,抗乱细胞的渗透平衡,从而导致幼虫停止进食,最终死亡。王国英等成功地利用基因枪法把BT基因转