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摘 要 近年来，我国对玉米的需求量只增不减，因此，如何将科技手段运用到玉米种植中已经成为当前的主要研究问题。详细讲述生物技术的发展情况以及涉及的各个方面，进而研究出如何在玉米育种过程中有效的运用生物技术，以便提高玉米产量。
关键词 生物技术；玉米；育种
中图分类号：S513 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）15--02
常规的玉米育种技术与当前的科技技术手段相比较为落后。不仅玉米育种的生长周期长、选择效率低，且很难在短时间内选择出符合自己预计目标的品种；同时，选择出来的品种即使满足了种植要求，也很难达到大规模种植的生产需求。而生物技术却很好地解决了这一问题。在玉米育种方面，生物技术主要包括细胞工程、染色体工程、基因工程及分子标记技术4个方面，在玉米育种过程中运用生物技术，不仅能够提高玉米育种的效率、质量水平，还能够丰富玉米的种类。
1 细胞工程的主要应用
细胞工程是对细胞展开研究，利用组织细胞在外界适宜的环境下进行培养、繁殖，并按照人类大脑的思考结果对细胞相关特性加以改进，使细胞在植物体或生物体中能够得到更好地应用[1]。在农业种植中，细胞工程主要是改良生物品种和创造新品种，加速植物体的繁殖，并从植物体中获得需要的物质。细胞工程在玉米育种中的核心技术是细胞或组织培养。利用玉米组织或细胞诱导出愈伤组织，愈伤组织具有分裂能力，且容易发生基因突变，能够突变成新品种，新品种的产生为玉米种植业的发展提供了很多便利。利用细胞工程提高玉米育种效率在很早的时候就已经出现，1975年，两位外国研究人员成功的利用甜玉米的胚乳做外植体，并最终获得再生植株。虽然经过多次试验验证，利用细胞工程进行玉米育种，其成功率较小，很难培育出玉米再生植株。但可以从失败的经验获取成功，在传统育种模式下，结合细胞工程相关的一些理念，提高玉米的诱导率，培育出更多玉米的新品种。
2 染色体工程的主要应用
染色体工程主要包括染色体操作和染色体组操作2个方面。其主要通过染色体的排列顺序以及结构方面的变化来改变生物的遗传。在玉米育种方面染色体工程的主要应用为单倍体育种。单倍体育种包括3个方面：孤雄生殖（花粉培养）、孤雌生殖（子房培养）、stock6单倍体技术。这三者的主要原理都是通过单倍体培养出纯合二倍体，进而培养出整株植株，已达到缩短玉米育种年限的目的。单倍体育种在我国得到了广泛应用，利用花粉培养的技术培育出20多种植物，包括新型小麦以及高粱等。Stock6是一种玉米自交的体系，利用其技术能够得到更多的单倍体，能够促进生物技术在玉米育种中的广泛应用。
3 基因工程的主要应用
基因工程的核心技术是转基因技术，早在21世纪初期，转基因技术在玉米育种过程中就得到了充分利用，并已经取得重大的研究成果，如抗虫、抗病、抗旱等多种优良品种，这些优良品种在种植玉米过程中发挥了重大作用。转基因技术在玉米育种中的应用主要包括以下几个方面。
3.1 农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术
农杆菌转化技术是利用农杆菌Ti质粒，将其作为介导的载体并利用其将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，利用农杆菌易感染的特性实现将外源基因转移并整合到植物细胞上，然后将转化技术与细胞和组织培养技术相结合，再生出完整的转基因植株[2]。经过多年的实验探究发现，农杆菌转化法不仅仅适用于双子叶植物和裸子叶植物，同时还适用于单子叶植物，尤其是在禾谷类作物上。农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术在玉米育种过程中主要分为4个步骤：侵染过程、受体状态、Vir区的活化以及最终植物情况。运用农杆菌转化法后不仅能够培育出新型玉米品种，使品质得到提高，在玉米育种未来发展过程中也发挥着重要作用。
3.2 利用基因枪导入转化技术
基因枪法是一种新型的科研技术，其主要采用基因导入仪技术，将遗传物质或其他与遗传有关的物质附着于高速微弹上，利用高速微弹的速度以及其微小的特点将遗传物质射入到细胞、组织画各种细胞器上，使生物体内基因发生转化，转化成能够对外界环境更加适应，有更强的生存能力。在玉米育种过程中的主要应用有以玉米自交系81162的胚性愈伤组织为受体材料，通过基因枪轰击法将nptII基因和afp基因转入玉米细胞，获得了抗性愈伤组织和再生植株，从而培养出转基因型的玉米。
3.3 花粉管通道法和子房注射的转化技术
花粉管通道法和子房注射技术与基因枪法之间原理
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较为相似，都是利用遗传物质对生物题进行改进，以便获得新品种。不同的是，花粉通道法主要是在植物授粉后，向子房内注射含目的基因的DNA溶液，以至于植物在开花、受精过程中，就能够将含有目的基因DNA溶液导入到正在发育的受精卵中，随着受精卵的发育而转化为带有目的基因的新个体。在科技发达的今天，这种方法在农业种植方面得到了广泛运用，我国推广面积最大的转基因抗虫棉就是用这种方法培育出来的，创造经济利益的同时解决了害虫造成产量下降问题的发生。将花粉管道法运用到玉米育种过程，方法操作简单，极易推广，适合在农业上发展上。不仅能够培育出抗病虫性的、抗逆性的转基因玉米，还能够减轻工作人员的工作压力，
4 分子标记技术
在动植物的遗传研究过程中，应用最多的就是分子标记技术。主要原因在于其操作简单，并能够很快找到问题症结所在，省时又省力，研究人员在研究过程中大多都选择这种方法。此外，分子标记技术已在玉米植物育种和生产中有许多应用研究，主要集中在基因定位、辅助育种等方面的应用研究工作，并取得了一些应用成果[3]。首先，应用分子标记技术，在玉米种质资源、遗传多样性以及自交鉴定上有很大的用处，其次，在抗性方面和主要经济形状也占有重要的地位，在玉米杂种优势以及产量预测方面也得到了广泛的应用。
5 生物技术在玉米育种中应用的发展前景
据农业部专家组组长赵久然研究员分析，我国玉米育种过程中还存在很多问题，必须尽快采用有效的措施予以解决。玉米育种过程中种子的好坏程度对于玉米是否能够增加产量的影响巨大，这说明我国还是要从根本上解决问题，赵久然研究员提出解决方案在玉米选种的过程中选育综合抗性好、适应性广、抗逆性强且具有较大增产潜力、低风险、耐密稳产型品种，并且有确切的育种目标，可以采用“抗病性强、抗虫型号、优质、良种”作为我国玉米发展的育种目标，时刻提醒着工作人员优质选种、认真负责。
6 结语
生物技术在农业育种发面的应用越来越广泛，但同时也存在许多不可避免的问题，必须深入研究，找出相应的解决方案，并加大对玉米育种中生物技术应用的探索。相信随着科技水平的不断进步，细胞工程、基因工程等的日益完善，生物技术在玉米育种中能够走向新的更为广阔的发展空间。
参考文献
[1]魏俊杰.生物技术在甜玉米育种中的应用研究[J]农业网络信息，2012（11）：35-36.
[2]韩根.生物技术在玉米育种中的应用[J]安徽农业科学，2012（4）：8406-847.
[3]刘金文.浅议生物技术在玉米育种中的应用[J]中国农业信息，2014（7）：123.
（责任编辑：刘昀）
关键词 生物技术；玉米；育种
中图分类号：S513 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）15--02
常规的玉米育种技术与当前的科技技术手段相比较为落后。不仅玉米育种的生长周期长、选择效率低，且很难在短时间内选择出符合自己预计目标的品种；同时，选择出来的品种即使满足了种植要求，也很难达到大规模种植的生产需求。而生物技术却很好地解决了这一问题。在玉米育种方面，生物技术主要包括细胞工程、染色体工程、基因工程及分子标记技术4个方面，在玉米育种过程中运用生物技术，不仅能够提高玉米育种的效率、质量水平，还能够丰富玉米的种类。
1 细胞工程的主要应用
细胞工程是对细胞展开研究，利用组织细胞在外界适宜的环境下进行培养、繁殖，并按照人类大脑的思考结果对细胞相关特性加以改进，使细胞在植物体或生物体中能够得到更好地应用[1]。在农业种植中，细胞工程主要是改良生物品种和创造新品种，加速植物体的繁殖，并从植物体中获得需要的物质。细胞工程在玉米育种中的核心技术是细胞或组织培养。利用玉米组织或细胞诱导出愈伤组织，愈伤组织具有分裂能力，且容易发生基因突变，能够突变成新品种，新品种的产生为玉米种植业的发展提供了很多便利。利用细胞工程提高玉米育种效率在很早的时候就已经出现，1975年，两位外国研究人员成功的利用甜玉米的胚乳做外植体，并最终获得再生植株。虽然经过多次试验验证，利用细胞工程进行玉米育种，其成功率较小，很难培育出玉米再生植株。但可以从失败的经验获取成功，在传统育种模式下，结合细胞工程相关的一些理念，提高玉米的诱导率，培育出更多玉米的新品种。
2 染色体工程的主要应用
染色体工程主要包括染色体操作和染色体组操作2个方面。其主要通过染色体的排列顺序以及结构方面的变化来改变生物的遗传。在玉米育种方面染色体工程的主要应用为单倍体育种。单倍体育种包括3个方面：孤雄生殖（花粉培养）、孤雌生殖（子房培养）、stock6单倍体技术。这三者的主要原理都是通过单倍体培养出纯合二倍体，进而培养出整株植株，已达到缩短玉米育种年限的目的。单倍体育种在我国得到了广泛应用，利用花粉培养的技术培育出20多种植物，包括新型小麦以及高粱等。Stock6是一种玉米自交的体系，利用其技术能够得到更多的单倍体，能够促进生物技术在玉米育种中的广泛应用。
3 基因工程的主要应用
基因工程的核心技术是转基因技术，早在21世纪初期，转基因技术在玉米育种过程中就得到了充分利用，并已经取得重大的研究成果，如抗虫、抗病、抗旱等多种优良品种，这些优良品种在种植玉米过程中发挥了重大作用。转基因技术在玉米育种中的应用主要包括以下几个方面。
3.1 农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术
农杆菌转化技术是利用农杆菌Ti质粒，将其作为介导的载体并利用其将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，利用农杆菌易感染的特性实现将外源基因转移并整合到植物细胞上，然后将转化技术与细胞和组织培养技术相结合，再生出完整的转基因植株[2]。经过多年的实验探究发现，农杆菌转化法不仅仅适用于双子叶植物和裸子叶植物，同时还适用于单子叶植物，尤其是在禾谷类作物上。农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术在玉米育种过程中主要分为4个步骤：侵染过程、受体状态、Vir区的活化以及最终植物情况。运用农杆菌转化法后不仅能够培育出新型玉米品种，使品质得到提高，在玉米育种未来发展过程中也发挥着重要作用。
3.2 利用基因枪导入转化技术
基因枪法是一种新型的科研技术，其主要采用基因导入仪技术，将遗传物质或其他与遗传有关的物质附着于高速微弹上，利用高速微弹的速度以及其微小的特点将遗传物质射入到细胞、组织画各种细胞器上，使生物体内基因发生转化，转化成能够对外界环境更加适应，有更强的生存能力。在玉米育种过程中的主要应用有以玉米自交系81162的胚性愈伤组织为受体材料，通过基因枪轰击法将nptII基因和afp基因转入玉米细胞，获得了抗性愈伤组织和再生植株，从而培养出转基因型的玉米。
3.3 花粉管通道法和子房注射的转化技术
花粉管通道法和子房注射技术与基因枪法之间原理
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较为相似，都是利用遗传物质对生物题进行改进，以便获得新品种。不同的是，花粉通道法主要是在植物授粉后，向子房内注射含目的基因的DNA溶液，以至于植物在开花、受精过程中，就能够将含有目的基因DNA溶液导入到正在发育的受精卵中，随着受精卵的发育而转化为带有目的基因的新个体。在科技发达的今天，这种方法在农业种植方面得到了广泛运用，我国推广面积最大的转基因抗虫棉就是用这种方法培育出来的，创造经济利益的同时解决了害虫造成产量下降问题的发生。将花粉管道法运用到玉米育种过程，方法操作简单，极易推广，适合在农业上发展上。不仅能够培育出抗病虫性的、抗逆性的转基因玉米，还能够减轻工作人员的工作压力，
4 分子标记技术
在动植物的遗传研究过程中，应用最多的就是分子标记技术。主要原因在于其操作简单，并能够很快找到问题症结所在，省时又省力，研究人员在研究过程中大多都选择这种方法。此外，分子标记技术已在玉米植物育种和生产中有许多应用研究，主要集中在基因定位、辅助育种等方面的应用研究工作，并取得了一些应用成果[3]。首先，应用分子标记技术，在玉米种质资源、遗传多样性以及自交鉴定上有很大的用处，其次，在抗性方面和主要经济形状也占有重要的地位，在玉米杂种优势以及产量预测方面也得到了广泛的应用。
5 生物技术在玉米育种中应用的发展前景
据农业部专家组组长赵久然研究员分析，我国玉米育种过程中还存在很多问题，必须尽快采用有效的措施予以解决。玉米育种过程中种子的好坏程度对于玉米是否能够增加产量的影响巨大，这说明我国还是要从根本上解决问题，赵久然研究员提出解决方案在玉米选种的过程中选育综合抗性好、适应性广、抗逆性强且具有较大增产潜力、低风险、耐密稳产型品种，并且有确切的育种目标，可以采用“抗病性强、抗虫型号、优质、良种”作为我国玉米发展的育种目标，时刻提醒着工作人员优质选种、认真负责。
6 结语
生物技术在农业育种发面的应用越来越广泛，但同时也存在许多不可避免的问题，必须深入研究，找出相应的解决方案，并加大对玉米育种中生物技术应用的探索。相信随着科技水平的不断进步，细胞工程、基因工程等的日益完善，生物技术在玉米育种中能够走向新的更为广阔的发展空间。
参考文献
[1]魏俊杰.生物技术在甜玉米育种中的应用研究[J]农业网络信息，2012（11）：35-36.
[2]韩根.生物技术在玉米育种中的应用[J]安徽农业科学，2012（4）：8406-847.
[3]刘金文.浅议生物技术在玉米育种中的应用[J]中国农业信息，2014（7）：123.
（责任编辑：刘昀）