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1、生物技術(shù)在玉米遺傳育種中的應(yīng)用及展望摘要：玉米是我國(guó)的主要糧食作物之一。目前,我國(guó)玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)的增長(zhǎng)速度已超過(guò)其它發(fā)展中國(guó)家,玉米雜交種的普及率也達(dá)到95%左右,接近于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,玉米在我國(guó)糧食生產(chǎn)中的地位顯得愈來(lái)愈重要。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，迫切需要提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì).目前國(guó)際國(guó)內(nèi)育種技術(shù)迅猛發(fā)展，以基因工程為核心的生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及生物技術(shù)育種與常規(guī)育種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合提高了玉米育種的效率，開(kāi)辟了玉米育種的新途徑。本文主要論述生物技術(shù)在玉米遺傳育種上的應(yīng)用研究及提出對(duì)玉米遺傳育種的
2、展望。關(guān)鍵詞：玉米遺傳育種生物技術(shù)玉米，學(xué)名：ZeamaysL.，英文名字：Maize，Corn，別名：玉米、苞蘆、玉蜀、玉茭黍、大蜀黍、棒子、苞米、苞谷、玉菱、玉麥、稀麥、玉豆、六谷、蘆黍、珍珠米、紅顏麥、薏米包，金豆。玉米早熟禾科(Poaceae)玉蜀黍族(Maydeae)一年生谷類植物，植株高大，莖強(qiáng)壯，挺直；葉窄而大，邊緣波狀，于莖的兩側(cè)互生；雄花花序穗狀頂生，雌花花穗腋生，成熟后成谷穗。玉米原產(chǎn)于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已經(jīng)開(kāi)始種植玉米。由于玉米適合旱地種植，因此西歐殖民者侵入美洲后將玉米種
3、子帶回歐洲，之后在亞洲和歐洲被廣泛種植。大約在十六世紀(jì)中期，中國(guó)開(kāi)始引進(jìn)玉米，十八世紀(jì)又傳到印度。到目前為止，世界各大洲均有玉米種植，其中北美洲和中美洲的玉米種植面積最大。[12]玉米是世界上分布最廣泛的糧食作物之一，種植面積僅次于小麥和水稻而居第三位。種植范圍從北緯58°(加拿大和俄羅斯)至南緯40°(南美)。中國(guó)是世界玉米主要生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)之一，玉米產(chǎn)銷量占世界玉米總量的20％左右，僅次于美國(guó)，居世界第二位，其次是巴西、墨西哥、阿根廷。同樣，在我國(guó)3大谷物中，玉米產(chǎn)量也位居第二位，而且在谷物中的比重逐年遞增。[
4、1]玉米是我國(guó)的主要糧食作物之一。目前,我國(guó)玉米單產(chǎn)和總產(chǎn)的增長(zhǎng)速度已超過(guò)其它發(fā)展中國(guó)家,玉米雜交種的普及率也達(dá)到95%左右,接近于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,玉米在我國(guó)糧食生產(chǎn)中的地位顯得愈來(lái)愈重要。因此，玉米育種的研究受到廣泛的重視,多途徑創(chuàng)新和深入研究不僅有利于提高我國(guó)玉米種質(zhì)資源的利用效率,而且對(duì)促進(jìn)我國(guó)玉米生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展也顯得非常重要。我國(guó)玉米雜交種優(yōu)勢(shì)的利用對(duì)提高玉米單產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用，目前國(guó)際國(guó)內(nèi)育種技術(shù)迅猛發(fā)展，以基因工程為核心的生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及生物技術(shù)育種與常規(guī)育種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合提高了玉米育
5、種的效率，開(kāi)辟了玉米育種的新途徑。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，迫切需要提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，比如現(xiàn)在廣泛種植的農(nóng)大108、鄭單958。近年國(guó)外新品種的介入如先玉335等，這就給我國(guó)的廣大育種科技人員提出了新的挑戰(zhàn)。如何對(duì)已往的育種思路、育種方法、育種目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。[1]近年來(lái)，除常規(guī)育種技術(shù)外，生物技術(shù)在各種作物育種上也取得了很大的突破，如組織培養(yǎng)育種技術(shù)、單倍體育種技術(shù)、基因工程育種、分子標(biāo)記輔助育種等。在玉米育種上，生物技術(shù)育種與常規(guī)育種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合提高了玉米育種的效率，開(kāi)辟了玉
6、米育種的新途徑。從我國(guó)的玉米育種現(xiàn)狀來(lái)看，利用單倍體育種技術(shù)選育自交系已經(jīng)成為自交系選育的重要手段、利用分子標(biāo)記劃分玉米雜種優(yōu)勢(shì)群和雜種優(yōu)勢(shì)模式已經(jīng)得到了大家的認(rèn)可并在育種實(shí)踐中加以應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因玉米已經(jīng)逐步從實(shí)驗(yàn)室走向田間，并將很快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。[2]生物技術(shù)育種不僅對(duì)豐富玉米種質(zhì)資源，建立玉米雜種優(yōu)勢(shì)群，提高育種效率，發(fā)揮了無(wú)可替代的作用，而且對(duì)促進(jìn)我國(guó)玉米生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和加快經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了非常大的貢獻(xiàn)。本文主要論述生物技術(shù)在玉米遺傳育種上的應(yīng)用研究及對(duì)玉米遺傳育種的展望。1.生物技術(shù)在玉米育種上的應(yīng)用1.1細(xì)
7、胞工程育種玉米組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)起步較早，Green（1974）首先獲得了玉米再生植株，并篩選出抗小葉斑病的細(xì)胞系和再生植株。到了20世紀(jì)80年代，玉米組織培養(yǎng)成功的報(bào)道已在國(guó)外大量出現(xiàn)，能高效率地以多種基因型誘導(dǎo)出胚性愈傷組織并再生植株。與此同時(shí)，謝友菊等人以玉米幼穗為材料，多基因型誘導(dǎo)出胚性愈傷組織取得了可喜進(jìn)展。由于玉米組織培養(yǎng)受基因型限制，因而國(guó)內(nèi)成功報(bào)道并不多見(jiàn)。盡管難度很大，但經(jīng)過(guò)多年努力，張舉仁等不但建立起玉米體細(xì)胞無(wú)性系的成套技術(shù)，而且注重選材以骨干玉米自交系和單交種為主，并通過(guò)細(xì)胞突變體篩選獲得
8、抗逆自交系。[3]1.2單倍體育種單倍體育種是加速培育玉米自交系的一種有效方法。單倍體育種主要包括孤雌生殖和孤雄生殖兩個(gè)途徑。孤雌生殖一般采用花粉培養(yǎng)，通常有兩種方法：一是離體子房培養(yǎng)，二是藥劑誘導(dǎo)孤雌生殖（整株）?；ǚ叟囵B(yǎng)一般在兩代便可獲得純合二倍體自交系。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)此展開(kāi)了研究，在國(guó)內(nèi)古明光等（1975）誘導(dǎo)出第一批玉米花粉植株，經(jīng)根尖染色體觀察，16個(gè)綠色植株
