沈潔

摘 要：作物種植需要進行育種選育工作，只有良好的作物育種才可以實現(xiàn)高質量的作物種植和產(chǎn)出，基于此，本文針對現(xiàn)代作物選育種植進行分析研究，并論述作物育種的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：作物育種；作物種植；雜交技術

1 作物育種關鍵技術

1.1 單倍體育種

①誘導獲得單倍體。自然生長的作物發(fā)生單倍體概率并不高，以自然生長玉米為例，野生玉米的單倍體概率僅有0.05%～0.1%的發(fā)生概率，這主要是因為作物母本單倍體發(fā)生是極為罕見的，僅有十萬分之一的發(fā)生概率。也正是基于自然生長作物下單倍體稀有性，在實際種植培育中需以人工方式，誘導作物產(chǎn)生所需的單倍體。人工誘導單倍體的產(chǎn)生是通過化學藥劑處理花粉的方式，實現(xiàn)單倍體的誘導產(chǎn)生；或通過延遲授粉提升孤雌生殖的誘導率；或通過父本花粉的輻射射線處理，提升單倍體產(chǎn)生概率；也可單倍體啟動基因實現(xiàn)作物單倍體誘導。②單倍體鑒定。作物培育中并非所有單倍體都可應用，在實際培育中需要相關技術人員應用單倍體鑒定方法，對單倍體的水平進行鑒定，進而達到單倍體是否可用的確認明確，一般常用單倍體鑒定方法包括形態(tài)學、解剖學及細胞遺傳鑒定、射線照射鑒定等。③多倍體的重新合成?；诓糠謫伪扼w選育并不可直接利用，因此需對單倍體進行加倍形成二倍體再加以利用，雖然單倍體加倍可以自然發(fā)生，但人工引導選擇的單倍體加倍具備更高的存活率和生長質量[1]。

1.2 群體改良

群體改良是作物培育中通過一定方式對作物群體進行基因改良，促使作物基因的不良基因消退和去除的方法，一般作物的群體改良主要以輪回選擇法、逆境選擇法兩種方法為主，其中輪回選擇法是通過原始群體中選取優(yōu)良單株進行自交和測交，根據(jù)結果選出優(yōu)良單株并混合種植互相交配形成第一輪改良群體；再依照這方法進行多次輪回交配，實現(xiàn)優(yōu)良基因比例的提升和保持，是典型的循環(huán)育種技術；逆境選擇法就是在育種選配中將作物群體種植于逆境環(huán)境中，例如雜草叢生區(qū)域、鹽堿地區(qū)域、病蟲害區(qū)域、旱澇災害區(qū)域等，通過定向的逆境環(huán)境培育，以后天引導的方式促進作物產(chǎn)生適應環(huán)境的變異，進而實現(xiàn)群體改良。

1.3 雜交育種

雜交育種是指在作物育種中，將父母本雜交形成不同的遺傳多樣性，進而通過對雜交后代的篩選，獲得具備父母本優(yōu)良性狀的作物，并實現(xiàn)對不良性狀的剔除。一般雜交育種常用方式包括單雜交、復合雜交、回交三種方式，其中單雜交就是兩個品種之間的雜交，具備經(jīng)濟簡單的優(yōu)勢，多用于雜交一代；復合雜交是指兩個以上的品種經(jīng)過兩次以上的雜交進行育種，一般適用于單雜交無法實現(xiàn)性狀遺傳需求下的技術應用；回交是指雜交后代與親本一代繼續(xù)雜交，是一種強化親本性狀的雜交方法。

2 現(xiàn)代作物育種的發(fā)展趨勢

2.1 快速育種的發(fā)展趨勢

現(xiàn)有研究顯示作物育種在恒定光照下多具備快速開花結果的特性，能夠符合現(xiàn)代社會對作物的快速獲取需求。而在2003年昆士蘭大學就創(chuàng)造出了面向小麥育種的快速育種技術。該技術應用中不需要專門實驗室進行體外培養(yǎng)和單倍體加倍，只需要優(yōu)質光源保持一定時間、強度的光照，再輔以溫度控制即可實現(xiàn)開花加速實現(xiàn)盡快收獲種子，有利于低成本實現(xiàn)高密度種植。基于當下農(nóng)業(yè)集成化技術發(fā)展和智能農(nóng)業(yè)應用，快速育種技術也在不斷發(fā)展。例如，第一個使用快速育種開發(fā)的春小麥品種“DS? Faraday”于2017年在澳大利亞發(fā)布。該產(chǎn)品基于快速育種技術應用，可以實現(xiàn)作物成熟時對休眠基因的轉育，進而實現(xiàn)籽粒加速發(fā)育。這也意味著隨著技術發(fā)展和推廣應用，快速育種技術應用有望基于智能技術應用實現(xiàn)更好發(fā)展，未來作物育種將更加高效化[2]。

2.2 表型分析的發(fā)展趨勢

作物培育和生長離不開表型分析，表型分析是指對作物生長、發(fā)育、生理學的任何方面進行測量，進而基于表型分析實現(xiàn)新品種的選型以及品系的篩選，而基于當下工程學的發(fā)展，在作物表型分析的過程中，育種技術人員可以基于工程學支持瞥見更多作物育種內(nèi)容，包括各種植物成像機器人、可視化學習處理系統(tǒng)等，可以在應用中實現(xiàn)無損化的植物生長監(jiān)控和自動監(jiān)測，有助于技術人員繪制復雜表型遺傳區(qū)域圖譜，對作物的產(chǎn)量構成要素和植株高度等重要信息進行分析，以此可以實現(xiàn)更快更好的改良作物品系。并隨著低成本計算機設備和智能設備的應用，表型分析平臺開始愈發(fā)容易獲取和應用，未來的作物育種，預期可實現(xiàn)更高技術支持和更便利技術應用幫助下的育種效率提升。

2.3 細胞工程的發(fā)展趨勢

基于當下生物工程技術發(fā)展，生物工程重要分支細胞工程技術將有望對作物育種工作帶來新發(fā)展趨勢，細胞工程技術基于細胞生物學和分子生物學理論，能在技術應用中，基于人工設計實現(xiàn)細胞水平上的遺傳操作和組織培養(yǎng)，通過細胞工程技術可以實現(xiàn)高價值植株的定向培養(yǎng)及作物育種人工選擇。實際上基于細胞工程技術應用，當下國內(nèi)作物選育已經(jīng)實現(xiàn)相應的技術進步。其中，河南農(nóng)科院基于細胞工程培育小麥新品種具備抗倒伏、抗銹病、抗白粉病優(yōu)勢，通過細胞工程選育培養(yǎng)，大幅縮短育成周期，一般可提升2～3年時間。細胞工程是重要的作物種植發(fā)展趨勢。

結語：綜上所述，現(xiàn)代作物育種技術的發(fā)展基于新時代技術的應用，有多方面的發(fā)展趨勢和方向，而無論如何高效的技術發(fā)展都將有利于作物的育種，都將有助于糧食安全的保障。

參考文獻

[1] 劉海嵐，夏超，蘭海.全基因組選擇技術在作物育種中的研究進展[J].華北農(nóng)學報，2022，37（S1）：51-58.

[2] 尹春鳳，徐宣國，崔丙群.種業(yè)振興背景下我國作物育種協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展空間及提升路徑[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2022，50（18）：42-47.