玉米遗传育种技术探究

郭 峰 郭 瑜 刘守渠

（1.山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原 030031；2.山西农业大学，山西晋中 030801）

我国作为传统的农业生产大国，相关政策也决定了农业发展的重要性，并引发了高度关注和重视。知识经济时代，技术创新是推动社会发展的核心要素，亦是大力发展农业产业的关键[1-2]。一直以来，育种是困扰玉米产量及品质的关键环节，进一步突出了遗传育种技术的研发价值，玉米育种的发展已经取得了很大成效，相关研究也备受关注。

1 玉米遗传育种技术的发展需求

民以食为天，在人类生存的整个生命周期，需要摄入各种各样的营养元素。玉米作为重要的食料原材，含有丰富的营养物质，其种植与生产尤为重要，先进科技的应用进一步提升了相关工作效率。在玉米遗传育种中高产是该技术发展的永恒主题。据科学研究表明，玉米主要通过C4循环实现光合作用，相较于小麦、水稻等作物的C3循环有更大的增产潜力，亦是遗传育种技术研究的重点领域之一。在此过程中，要想实现玉米的高产育种，前提是种质创新；由于人们生活水平的改善，对农产品的品质也予以了高度关注，在解决了产量问题的同时，选育优质品种也至关重要。因用途需求的多元化，对玉米品种的品质提出了不同要求，包括营养、商品、加工以及适口性等诸多方面。

2 玉米遗传育种技术的应用类型

2.1 SSR标记SSR标记是指简单重复序列，是基于DNA变异分子标记的重要技术之一，其在玉米种质资源遗传多样性分析中广泛应用，有助于解析种质资源的遗传多样性及其群体结构特征，为种质资源创新奠定基础。在实际操作过程中，充分利用品种DNA组成的差异化，标记上不同的可见式条码，获取丰富遗传信息的同时，还保留了玉米品种的独特性，能够辅助辨别真伪，是有效维护玉米品种研发者知识产权的重要路径。除此之外，基于SSR标记所构建的DNA指纹图谱，还在一定程度上降低了栽培环境的干扰，并通过计算机管理的应用，维系了DNA条带的稳定性，对精准、快速地测量玉米种质资源的纯度有着非凡价值。事实上，SSR标记技术的发展现已趋于成熟，在未来的研究进程中应着重关注其与性状关联性分析的结合，进一步拓展其应用功能，从而推动玉米遗传育种效率的提升。

2.2 染色体工程染色体工程通过改变染色体排序及其结构来实现作物遗传变化，现阶段主要分为两个方面的操作，即染色体操作和染色体组操作。就玉米遗传育种而言，染色体工程的应用重点在于单倍体种质资源培育。具体而言，单倍体育种依托于纯合二倍体，继而培育成整株植物，有效加速了玉米自交系的形成，缩短了玉米育种年限。常见的单倍育种技术有孤雄生殖、子房培养以及stock6等。正是由于单倍体培育技术在玉米遗传育种中周期短、纯合度高等优势特性，使之得到了越发广泛的应用，并取得了显著成效。但是，单倍体育种技术并非完全成熟，无法打破不良基因的连锁反应，基因重组几率不高，同时该项技术操作中还面临着染色体加倍困难，如若有机导入育种材料改良亦或种质扩增等技术加持，势必会使之优势特性得到进一步释放，其未来前景不可估量。

3 转基因培育

在现代人类工程发展中，转基因技术应用有着重大意义，相关技术体系越发成熟。综合来讲，在玉米遗传育种领域中的转基因工程实践有很多方法，包括基因枪介导法、农杆菌介导法等。其中，基因枪介导法主要基于微小的金粒或钨粒的载体功能，将基因包裹于其中，并射入到作物组织中，从而有效表达染色体的性状，实现转基因目的。玉米遗传育种中的基金枪介导培育，可实现循环的原生质体培养，并且由于载体来源的多元化，使之得到了广泛应用。而农杆菌作为革兰氏阴性菌的一种，通过对作物受伤部位的浸染，实现Ti质粒上T-DNA区的转移整合，从而建构新的作物基因组。人类科学家对于Ti质粒介导基因转化系统的研发已然取得了巨大成功，推动了该项技术的进一步优化，实际育种效率大幅提升，得到了广泛关注。

4 结语

在农业经济发展需求的宏观导向下，玉米遗传育种技术发展越发成熟，并在各个领域有所突破，发挥了重要作用，主要有SSR标记技术、染色体工程以及转基因培育等，其应用研究至关重要。在未来的农业经济领域，遗传育种技术势必会发挥更大的功效，希望学术界、科研界高度关注，并基于现有技术成就，不断推陈出新，逐步优化其附属性能，推动其大范围应用。