陳忠法
摘 要:玉米是一種非常重要的糧食作物,相關(guān)的育種工作者都十分的重視育種工作的進(jìn)行,培育出性狀優(yōu)良的玉米品種,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)可以有效的借助基因工程對(duì)于玉米育種影響。當(dāng)前,轉(zhuǎn)基因玉米也已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到了研究,很多的國(guó)家也建立了相對(duì)比較完整的玉米轉(zhuǎn)基因理論和技術(shù)體系,我國(guó)也不例外,基于此,文章也對(duì)于基因工程在玉米育種中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了探究。
關(guān)鍵詞:基因工程;玉米育種;應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著分子生物學(xué)技術(shù)以及分子育種理論的快速發(fā)展,基因工程也受到更多的遺傳育種者的重視?;蚬こ淌且豁?xiàng)非常核心的改線技術(shù),該技術(shù)是研究近代的遺傳特征,在分子遺傳學(xué)為前提下,通過(guò)現(xiàn)代高線技術(shù),對(duì)于基因進(jìn)行進(jìn)一步的研究,從而達(dá)到發(fā)揮良性基因優(yōu)勢(shì),改善劣質(zhì)基因的目的。通過(guò)將設(shè)計(jì)好的DNA分子在活細(xì)胞中的導(dǎo)入,使得生物體自身的遺傳特征獲得改變,變成性能更優(yōu)的新品種,這也是基因工程的重要意義所在。
一、玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)類型
當(dāng)前的玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要有DNA直接轉(zhuǎn)入和載體轉(zhuǎn)入還有種質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)這三種。DNA直接轉(zhuǎn)入技術(shù)同其他技術(shù)的不同點(diǎn)在于,它是不通過(guò)媒介直接的進(jìn)行DNA和細(xì)胞的結(jié)合的,從而實(shí)現(xiàn)基因的改善?;驑尫?、電擊法等等方式是目前我們普遍采用的技術(shù)樂(lè)行,通過(guò)對(duì)于這些方法的運(yùn)用,很多的基因?qū)崿F(xiàn)了更好的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化成更加優(yōu)質(zhì)的基因。
載體轉(zhuǎn)化技術(shù)是依靠土壤桿菌中含有的天然植物基因,例如Ti或Ri的無(wú)人植物的基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng),然后通過(guò)基因工程技術(shù)進(jìn)行土壤桿菌腫瘤以及質(zhì)粒的修飾并且外加載外源基因。
最后是種質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù),其中包括花粉管通道法和子房注射法。花粉管通道法不僅僅能夠?qū)⒛繕?biāo)基因?qū)氲接衩桩?dāng)中,還能夠?qū)⒐w總DNA中所含有的目標(biāo)基因性狀,通過(guò)該項(xiàng)技術(shù),傳遞給玉米,這種方式無(wú)論是操作過(guò)程還是理論,都比較的輕松,具有普一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。最后是子房注射法,這種方法同其他的辦法相比,能夠有效的避免植物自身的有性繁殖對(duì)于組織生長(zhǎng)的影響。當(dāng)前,很多人也運(yùn)用這種方法,將普通玉米轉(zhuǎn)化成了種子。
二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在玉米育種中的應(yīng)用
(一)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因玉米
玉米生長(zhǎng)的過(guò)程中,害蟲(chóng)對(duì)其生長(zhǎng)的危害是非常的大的,目前解決害蟲(chóng)主要采用的方式還是依靠化學(xué)農(nóng)藥的方式,這種方式的使用,不僅僅是會(huì)影響害蟲(chóng),也會(huì)對(duì)害蟲(chóng)的天敵產(chǎn)生影響,所以,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,不利于生態(tài)的平衡,同時(shí),還會(huì)嚴(yán)重的污染環(huán)境,這種方式也是不可取的。所以,轉(zhuǎn)基因玉米就是一種很好的發(fā)展方向,所以,人們研制出轉(zhuǎn)基因玉米,將可以在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化成毒素蛋白的基因注入到玉米當(dāng)中,使得基因在玉米的體內(nèi)轉(zhuǎn)化成毒素蛋白,有效的殺死害蟲(chóng),這也使得玉米的病蟲(chóng)害問(wèn)題得以教好的解決,使得基因抗蟲(chóng)的序幕正式的拉開(kāi)。
(二)抗除草劑玉米
20世紀(jì)的80年代中期,在國(guó)外已經(jīng)培育出除草劑耐受的轉(zhuǎn)基因玉米。對(duì)于一些除草劑產(chǎn)生了抗性。耐除草劑玉米的研發(fā)對(duì)于控制雜草生長(zhǎng)以及保護(hù)環(huán)境都有著積極的意義,還是依靠基因工程,引進(jìn)除草劑抗性基因能夠很好的實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
(三)抗病性轉(zhuǎn)基因玉米
抗病性轉(zhuǎn)基因玉米就是通過(guò)基因工程技術(shù),使得玉米對(duì)其自身所比較容易感染的一些菌類、真菌類還有抗病毒性疾病具有免疫性,當(dāng)前對(duì)于細(xì)菌以及真菌疾病的生理種族的研究還比較少,但是還是有一些抗病性的轉(zhuǎn)基因玉米得到了研發(fā),對(duì)于一些疾病的抗病性研究也在推進(jìn)的過(guò)程中。
(四)抗旱性轉(zhuǎn)基因玉米
干旱也是影響玉米產(chǎn)量的重要原因之一,運(yùn)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗旱玉米新品種也是一種有效的方式,近年來(lái),通過(guò)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成相關(guān)的基因、轉(zhuǎn)錄因子基因和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)基因在玉米抗旱轉(zhuǎn)基因研究中也獲得了一些新的進(jìn)展,一些新的基因類型在植物抗旱方面的作用機(jī)制研究也在逐步的推進(jìn)。其發(fā)展不僅僅是為玉米轉(zhuǎn)基因的抗旱研究提供了更多的豐富的基因資源以及研究資料,同時(shí)也為抗旱轉(zhuǎn)基因玉米新品種的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、轉(zhuǎn)基因育種和應(yīng)對(duì)策略中存在的不足
目前,隨著更多的關(guān)注基因工程的工作人員的一致努力,越來(lái)越多的人們將更多的關(guān)注點(diǎn)放在了基因工程的發(fā)展以及轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)上,當(dāng)前技術(shù)也獲得很大的進(jìn)步和突破,這是值得肯定的,但是還是存在一些需要改善的環(huán)節(jié),我們還需要不斷的努力,去不斷的進(jìn)行轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)的次數(shù),并且提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量,從中選優(yōu)。但是,并不是最好的基因型都能夠在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn),這也是當(dāng)前育種存在的一個(gè)重要難題。當(dāng)前,也正在積極的尋找改善的辦法,且并沒(méi)有獲得更好的解決方式,所以,在轉(zhuǎn)移DNA的時(shí)候也可以考慮不同的交叉使用方法。
其次,病蟲(chóng)害的各項(xiàng)適應(yīng)能力都非常強(qiáng),有效的改善病蟲(chóng)害,降低病蟲(chóng)害對(duì)于育種的影響,還是目前困擾我們的一個(gè)難題,需要我們?nèi)ブ匾?,同時(shí)采用多種不同的方式,改善基因,提升育種的抗性。還可以運(yùn)用靶向基因或是獲得與染色體其他部分正常的植物。
總體來(lái)說(shuō),基因工程在玉米育種中的應(yīng)用是有一定的進(jìn)展的,玉米遺傳轉(zhuǎn)化的成功同受體材料的影響是十分緊密的,外植體、胚胎發(fā)生愈傷組織和原生質(zhì)體等受體材料也獲得了廣泛的應(yīng)用,對(duì)于遺傳修飾等也不斷的進(jìn)行了改善。另外,我們還應(yīng)該重視玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)的影響因素是轉(zhuǎn)化速度,當(dāng)前也十分的重視單基因轉(zhuǎn)化,并且隨著技術(shù)的不斷提升,基因工程的發(fā)展和研究速度也會(huì)變得更好更快,另外,昆蟲(chóng)和病原體的共同進(jìn)化會(huì)產(chǎn)生一定的抗性,這也使得轉(zhuǎn)基因玉米的壽命大大的縮減,這個(gè)我們也應(yīng)該注意?;蚬こ痰陌踩约捌鋵?duì)于環(huán)境的危害性也都是我們應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,基因工程在玉米育種的過(guò)程中獲得了一定的成效,能夠更好的解決一些生長(zhǎng)過(guò)程中的問(wèn)題,但是在發(fā)展的過(guò)程中還是存在一定的問(wèn)題,需要我們?nèi)プ⒁?,但是總體來(lái)說(shuō),其發(fā)展的前景還是十分的廣闊的,未來(lái)的轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)也一定會(huì)有效的改善各種問(wèn)題,獲得更好的發(fā)展。
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