基于专利的玉米生物育种技术景观分析
刘嘉炜
摘 要：生物育种技术是基于转基因技术为核心，融合杂交選育、分子标记等先进技术，是发展现代化农业的重要手段。本文针对生物育种技术代表类型进行分析，并探讨生物育种技术的发展趋势。
关键词：生物育种 分子设计育种 智能不育杂交制种技术
中图分类号：S33 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（b）-0090-02
农业是国之根本，在我国农业史上，一直致力于研究高效、高产的育种技术，在具备良好优势的生物育种技术推广之后，为我国农业的发展与进步奠定了良好的基础。但是，由于技术、资金各种因素影响，目前生物育种技术的研究进程还停留在科研、试验阶段，我国大部分地区仍然采用传统育种模式。如何进一步促进生物育种技术的发展，是我国科研人员关注的重点命题。
1 现代生物育种技术的代表类型
1.1 转基因育种技术
转基因育种技术原理是基于不同种类生物基因，克隆出预期目的关键基因，通过生物与非生物转基因技术有针对性的定向和定量导入受体物种进行生物某些性状的遗传改良。我国在研究转基因育种技术的过程中，发掘出可增大产量的多种植物作物，至今为止，可供农业生产种植的转基因植物已有7种，包括耐贮存藏番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、抗虫水稻和转植酸酶基因玉米。这几种植物生产在我国农业领域发挥了极大的作用，其中抗虫棉花自推广以来，持续扩大种植区域，已从最初占种植份额的7%达到种植份额的93%，各种抗虫棉育种种类累计达到100多种，为我国棉花种植业做出贡献。当然，由于转基因技术成果作用以及其他原因，国内对转基因物种的态度不一，因此主要农作物包括大豆、玉米等转基因作物只能用于饲料和食品加工原料，而不能实现农业化、商业化规模种植。
1.2 智能不育杂交制种
生物育种技术的研究与应用，最终目的是提高粮食、植物的产量，加强粮食种植物等的抗性。在各种生物育种技术中，杂交制种以其结合传统技术与现代技术的优势脱颖而出，杂交制种主要依托于通过基因间重组，杂交后代同时获取双亲优秀基因，从而在智能选育过程中表现出超亲表型。
与以往杂交育种和转基因育种相比，智能不育技术有如下几个方面的优势。
（1）智能不育系不育性稳定，不受环境影响，保障了杂交种纯度及制种安全；（2）配组自由，可以大大提高杂种优势的资源利用率；（3）智能不育系不育性状遗传行为简单，不受遗传背景影响，易于开展优良性状的聚合育种。
1.3 分子设计育种
分子设计育种是在分子标记辅助选择育种基础上进行的，相比利用DNA分子标记的方式进行作物种选育，分子设计育种技术更多借助了现代科学技术，诸如大量基因组序列数据、高通量基因型和植物表型鉴定技术，这都是分子设计育种技术发展的基础。分子设计育种技术具备深挖掘、定向改良的功能，可以对种子基因进行深入提取，从而改良原有基因目标，得到新的育种。分子设计育种技术具有育种年限少、育种精确度高、提高杂种优势利用率等特质，这种育种技术可应用在多数农作物、植物育种方面，可成为未来研究的主要方向之一。
分子设计育种技术的首要控制点就是对目标对象的基因位点进行详细划分，不同基因位点之间的关联也要得到准确把握，当科研人员做好以上准备，再按育种目标设计包含优良等位基因组合的基因型，对备选重组目标进行标记。分子设计育种技术的应用在农作物生物育种方面发挥重要作用，诸如水稻、高粱、玉米和大豆等重要农作物已经由科研人员详细进行完整全基因组测序，因此在日后的研究之中，伴随更加精准的测序技术的研发，可为设计育种效果提供更加科学、有效的条件。
1.4 分子标记辅助选择育种技术
传统的生物育种技术主要是针对表型的选择，容易受到环境因素的影响产生鉴定偏差，一个新品种的育成需要花费较长的时间，甚至会花费十几二十年的时间。在20世纪80年代，DNA分子标记技术诞生以来，开始在品种选育工作中得到了推广和使用，该种技术的本质是通过分子标记来选择，达到选择目标性状的目的。其中，第一代分子标记技术是以杂交技术作为基础；第二代分子标记技术则以聚合酶链式反应作为基础，代表性的有简单序列重复标记法；第三代分子标记技术是以基因组序列信息、生物信息学作为基础，如单核苷酸特征多态性、单核苷酸多态性标记等。目前，分子标记辅助选择育种技术以其成本低廉、检测通量高以及位点丰富的优势，受到了科学家们的青睐。
与传统的育种模式相比，分子标记辅助选择育种技术有几个突出的优势。
首先，分子标记辅助选择育种技术是基于DNA水平的选择，不会受到外界因素的影响。传统育种过程则是基于农艺形状选择的过程，主要为数量性状，会受到多位点的控制，也容易受到外界环境的影响。
其次，分子标记辅助选择育种技术不会受到作物发育因素的影响，可以在作物的任何发育阶段来操作，不需要等到作物成熟时，有效加快了农作物育种进程。
最后，分子标记辅助选择育种技术是以“是”“否”来进行判别，与传统模糊、离散的数量性状相比而言，有着显著的优势。特别是其中的功能标记，可以对数量性状以及目标基因进行直接选择，不会受到标记间遗传重组与目标性状基因的影响，提升了育种的准确率和效率。
分子标记辅助选择育种技术的应用首先要定位在特定的基因上，这可以采用关联作图或者连锁作图相结合的方式，在传统定位群体中，常用的有重组自交系群体与导入系群体，这两种方式可以将复杂的农艺性状分解下来，快速鉴定不同遗传位点单倍型，建立相关的对应关系。
2 生物育种技术的发展趋势
不可否认的是，农业方面的竞争是大国优势竞争的主要方面，当前生物育种技术已经成为新兴农业发展的重要组成部分，要想占据农业生产与发展制高点，必然要在生物育种方面掌握更多知识与技术、人才与成果。因此，当前全球范围内都十分重视生物育种技术的发展，已经成为国际竞争的重要抢夺点，这给我国农业生物育种研究领域带来压力和挑战，无论是国外发达国家生物技术公司的强力压制，还是我国本土生物技术人才的培养与发展，都亟待找到相关的应对措施。目前，我国部分高校已经将生物育种技术研究作为专业课题，由农业科学家带领进行课题研究，从传统育种技术出发，以现有生物育种技术为基础，进行各种生物育种技术研发。相信未来我国在生物育种技术的研究领域上，仍然会保持优势，追赶国际领先水平，取得农业科学技术方面的突出研究成果。
3 结语
“民以食为天”是我国自古以来的标榜，作为中华民族的儿女我们既要懂得粮食的重要性，更要以此为目标深入探索农业育种技术，为国家农业生产提供指导。未来，只有掌握核心技术才能赢得更多机会，在农业种植业方面也是如此。
参考文献
[1] 邓兴旺，王海洋，唐晓艳，等.杂交水稻育种将迎来新时代[J].中国科学：生命科学，2013，43（10）：864-868.
[2] 储成才.转基因生物技术育种：机遇还是挑战？[J].植物学报，2013，48（1）：10-22.
[3] Clive James.2011年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J].中国生物工程杂志，2012（1）.
[4] 朱祯，曲乐庆，张磊.水稻转基因研究及新品种选育[J].生物产业技术，2010，3（3）：27-34.
[5] 张锐，王远，孟志刚，等.国产转基因抗虫棉研究回顾与展望[J].中国农业科技导报，2007，9（4）：32-42.endprint
