生物技术在育种的应用

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1、生物技术在育种的应用　　转基因技术的发展日新月异，安全转化技术的开发应用为标记基因的去除提供了有效的方法，解决了标记基因的生物安全性评价问题；利用多基因转化技术获得具有复合优良性状的转基因玉米材料是目前转基因玉米育种主要的发展方向；下面是有关于的内容，欢迎阅读。生物技术在玉米育种中的应用　　玉米是世界主要粮食作物，也是我国第一大粮食作物，在食品、能源、工业、医疗等方面都有着重要应用。随着社会的进步、人口的增加和生活质量的提高，各个方面对玉米的需求量都在不断提高。但是，可用耕地面积日益减少，自然灾害频发，因此快速培育高产、优质、抗逆的玉米新品种的需求日趋迫切。有报道自1908

2、年Shull第一次提出玉米杂交育种的概念以来，育种工作者利用常规育种技术已经培育出众多优良玉米新品种，但玉米种质资源狭窄已成为限制玉米育种的主要瓶颈，且常规育种方法育种周期长、选择效率低，严重降低了玉米新品种选育的速度。生物技术是以现代生命科学理论为基础，利用生物体及其细胞的、亚细胞的和分子的组成部分，结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品，或改造动物、植物、微生物等，并使其具有所希望的品质、特性，从而为社会提供商品和服务的综合性技术体系。随着生物技术的发展成熟，育种家将生物技术与常规育种相结合，为玉米育种水平的提高、突破和创新开辟了一条新的捷径。利用转基因技术可以将生

3、物界中不同来源的优良基因导入玉米中，有效地解决了玉米种质资源狭隘的问题;分子标记辅助选育可以从遗传水平上对目标性状进行直接选择，提高了选育的准确性，大大提高了新品种的选育速度。笔者综述了基因工程技术和分子标记技术各自的特点及其在玉米育种中应用的现状及应用前景。　　1基因工程在玉米育种中的应用　　玉米的转基因育种主要指通过各种物理、化学、分子生物学等方法将外源基因整合到玉米基因组中并在玉米中表达目标蛋白，从而使玉米获得外源基因所表达的性状。转基因技术在玉米育种中的应用打破了物种间基因交流的界限，可以充分利用自然界其他物种的优良基因资源，不但突破了玉米种质资源狭窄的障碍，而且可

4、以实现对玉米品种的快速定向改良。1983年首例转基因植物诞生以来，植物基因工程开始在人工控制下用于定向改良植物性状，利用转基因技术培育玉米新品种一直成为玉米育种工作的重要研究内容。1986年首次报道Fromm将抗除草剂PPT-乙酰转移酶的pat基因导入玉米的原生质体开创了转基因技术在玉米育种中应用的先河，1990年Gordon-Kamm等首次获得可育转基因玉米植株。目前国内外许多科研单位已经利用转基因技术培育出了许多具有抗虫、抗除草剂、抗逆、优质等特性的转基因玉米材料。　　几种常用的玉米转基因技术　　对玉米进行外源基因的遗传转化按照转化原理主要可分为三类：第一类是农杆菌介导

5、的基因转化方法;第二类是DNA直接导入的基因转化技术，如基因枪法、PEG法等;第三类是花粉管通道介导的基因转化技术。目前应用的较为普遍的是农杆菌介导法、基因枪法和花粉管通道法。　　农杆菌介导法农杆菌lgrobacterium)是一种革兰氏阴性菌，主要包括根癌农杆菌和发状农杆菌，其中根癌农杆菌tgrobacteriumtumefa-ciens)在农杆菌介导植物基因转化中应用最多。它可以通过侵染植物的受伤部位将其Ti质粒上的T-DNA区转移到植物受体细胞并整合到植物基因组中，因此利用Ti质粒介导基因转化系统的研究引起人们广泛关注并取得极大成功。农杆菌介导法在玉米遗传改良中的应用

6、主要具有如下优点：由于农杆菌是植物转基因的天然转化载体系统，因而成功率高、效果好;转移的外源基因常为单拷贝，很少发生甲基化和基因沉默，因此遗传稳定，并且多数符合孟德尔遗传规律，转基因材料可直接作为育种中间材料;费用低，操作简单。但是，农杆菌介导法对受体基因型的依赖性较高，不同基因型的材料不但组织培养体系不同，而且对农杆菌的敏感性也不同。利用农杆菌法对新基因型材料进行遗传转化，不但转化体系需要重新探索，再生体系也需要重新摸索，浪费大量精力。　　由于玉米等单子叶植物不是农杆菌的天然宿主，曾认为农杆菌介导法不适于玉米等单子叶植物的遗传转化，但随着农杆菌侵染机理研究的不断深入，农杆

7、菌介导的玉米等单子叶植物的基因转化已经获得成功。1987年Grimsley等通过农杆菌介导法将玉米条纹病毒cDNA导入玉米，第一次实现了农杆菌介导玉米的基因转化。近年来通过农杆菌侵染玉米体系的不断优化，农杆菌介导法在玉米转基因育种中的应用越来越广泛，转化效率不断提高，取得了一系列重要成果。　　基因枪法基因枪法又称粒子枪法，由Sanford等于1987年建立，它是利用高速运动的金属微粒将附着于微粒表面的外源DNA分子带入到受体细胞中的一种遗传物质导入技术。其原理是利用火药爆炸、高压放电、高压气体等作为驱动力加速金属微