转基因科普系列——转基因作物育种*

王志坤，李文滨

（东北农业大学//大豆生物学教育部重点实验室//农业部东北大豆生物学与遗传育种重点实验室，哈尔滨 150030）

转基因科普系列
——转基因作物育种*

王志坤，李文滨**

（东北农业大学//大豆生物学教育部重点实验室//农业部东北大豆生物学与遗传育种重点实验室，哈尔滨 150030）

生物遗传物质的转移有2种方式，一种是纵向转移，即从亲代向子代转移；另一种是横向转移，即在不同生物物种之间转移[1]。遗传物质的纵向转移保证了物种的稳定遗传，也就是常说的“种瓜得瓜，种豆得豆”。而遗传物质的横向转移，创造了遗传物质的变异，成为生物进化的动力，为育种提供必要的条件。

那什么是育种呢？育种又叫遗传改良，是通过创造遗传变异、改良遗传特性，以培育优良动植物新品种为目的的技术。创造遗传变异的方式一般分两种，一种是遗传物质的突变，即基因突变；另一种是遗传物质的重组，即遗传物质在不同物种或同一物种内不同品种间的横向转移。作物育种的主要方式，在过去漫长的农耕历史里，主要是对自然突变优良基因或重组体的选择和利用。但在遗传学创立后，作物育种则开始采用人工杂交等创造变异方法进行优良基因的重组和外源基因的导入，从而实现作物的遗传改良。

随着分子生物技术快速发展，转基因技术开始应用于作物遗传改良进程中，称为转基因育种。转基因育种就是按照预先设计，对生物体特定基因进行修饰改造，通过基因工程手段，导入待改良作物基因组内并使之表达，从而培育出作物新品种的过程[2]。与传统育种技术相比，转基因育种技术的重要区别：

（1）传统育种技术不能突破远缘杂交不亲和现象，一般仅在生物物种内不同个体间实现基因转移；而转基因育种技术的基因转移则不受生物体亲缘关系远近的限制，可以人为的实现不同物种间的基因转移。

（2）传统育种的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上展开的，操作的对象是整个基因组，伴随着亲本杂交转移的是大量基因，不能对某个基因进行准确操作选择，杂交后代经常伴随着不良性状基因连锁效应。因此，对后代表现的预见性也较差[3]。比如一个品种优质但不抗病，另一个品种抗病但不优质，科学家就自然会想到要让这个作物既抗病又优质，因此将两个品种作为亲本进行杂交，希望能把两个亲本上的优良性状聚到一起。但往往事与愿违，因为杂交后代既继承了一些希望得到的性状，同时也继承了一些不需要或不好的性状。这就需要科学家通过长期的育种筛选，把不希望的性状筛掉，这使得杂交育种的成功率降低、年限拉长。

（3）转基因育种技术所操作转移的一般是经过明确定义的基因，基因功能较清楚，可以对转基因后代材料的表型进行准确预期。科学家可以把抗病的基因准确的找出来，导入到优质的品种中，也可以把优质的基因导入到抗病的品种中，准确、高效地实现基因的转移和重组。从这个层面上来说转基因育种技术跟传统育种技术没有太大区别。吴孔明院士表示，转基因技术是人类最新的育种驯化技术，是一种更准确、更高效、更有针对性的定向育种技术，转基因育种技术与传统育种技术一样，并不违背自然界生物进化规律[4]。

1983年，人类首次获得了外源基因转化植物。1994年，美国批准了第一例转基因作物——延熟保鲜的转基因番茄品种进入市场[5]。转基因植物问世已超过30年，实现规模化应用也近20年。近几十年来，转基因作物种类、种植面积、加工食物种类和应用人群迅速扩大。据国际农业生物技术服务组织（ISAAA）统计，2014年全球转基因作物种植面积已达到1.815亿hm2，与产业化发展之初的1996年相比，19年间面积增长了106倍，堪称农业科技发展史上的奇迹[6]。转基因生物育种已成为新的农业科技革命的强大动力和科技创新的重要方向，其扩大应用已成为科学发展的必然[7]。

[1] 孙毅.请别妖魔化转基因育种[J].2012(8)：32-33.

[2]杨光胜,员海燕.作物育种原理[M].北京：科学出版社,2009.

[3] 百度文库.传统育种与转基因的比较[EB/OL][2014-4-21]. http：//wenku.baidu.com/link?url=far1HBBP85RqNZZCGU8NYy-ReeNyw-0hYdZE-OdeYu47Hu8qYzQ6cPCx8nxI_EuE9Sm55x-WW87hejVGWH_MOEhJ_lhJLs0S4OGNgnl-3YTQG.

[4]虎嗅.院士谈转基因：基因育种方式与传统农业育种方式没有本质区别[EB/OL].[2014-10-20].https：//www.huxiu.com/article/ 44851.html.

[5]徐九文,李天富,韩正姝,等.作物转基因育种技术的应用及安全性探讨[J].安徽农业科学,2016,44(30)：97-100,117.

[6] James C.Global status of commercialized biotecn/GM crops：2014[M].The International service for the acquisition of agribio⁃tech applications(ISAAA)Brief No.49.ISAAA：Ithaca,NY.

[7]黄大昉.我国转基因作物育种发展回顾与思考[J].生物工程学报,2015,31(6)：892-900.

Q943

E

1674-3547(2017)02-0050-02

2017-04-03

王志坤，副研究员，研究方向为大豆遗传育种与分子生物学，E-mail:zhikunwang1998@aliyun.com

营养功能型转基因大豆新品种培育（2016ZX08004-003）；抗逆转基因大豆新品种培育（2016ZX08004-002）

**通讯作者：李文滨，教授，研究方向为大豆遗传育种，E-mail:wenbinli@neau.edu.cn