生物技术在农业育种中的应用

杨卓儒

摘 要：生物育种在农业中的推广速度较快，并且产生了较大的经济效益与社会效益。但是我国主要农作物育种仍停留在传统的育种方法上，不但周期长且品种改良速度慢，满意实现增产增收的目标。生物育种技术的应用突破了传统育种技术的限制，有助于加速高产、优质、抗旱、抗虫害的新品种培育。因此，文章主要针对生物技术在农业育种中的应用展开分析。

关键词：生物技术；农业育种；应用效果

粮食作为重要的战略资源，关系着人们的正常生活与社会的秩序。我国是一个农业大国，但人均耕地少、水资源地区差异大、粮食刚性需求大等问题使得农产品生产存在较大的问题。因此，加速育种改进速度是农业研究的重要课题。过去人们常用传统育种技术进行农作物性状的改良，但是由于育种材料狭窄、效率低下以及生殖屏障无法突破等因素的限制，许多重要品种的选育工作进入瓶颈阶段，而生物技术的应用则能够有效突破这些因素的限制。因此，文章重点介绍了生物技术中几种常见的育种技术。

一、转基因育种技术

转基因育种技术与传统育种技术相依，具有形状改良精确度高的特点，省时省力并且能够突破物种界限，充分改变遗传特点。转基因育种技术发展时间久，已经进入商业发展的重要时期，并且根据国际农业生物技术服务组织发表的数字统计，全球转基因种植面积持续增长，目前已达2.857亿hm2。转基因技术作为现代农业中推广范围最广的技术，在减少农药使用量、降低病虫害发生率、改善生态环境以及降低生产成本方面具有较好的应用效果。目前全世界85%的大豆和棉花、35%的玉米和油菜多为转基因品种。从2012年-2017年的5年内，转基因抗虫害、抗化学制剂的农作物产值超过1000亿美元，改善了进1800万农户和6000万贫困农户的经济效益，同时减少了超过5.5亿kg农药的使用，也正是由于这一点，转基因技术被授予了世界粮食奖。

截止到2016年，全球已有超过100个国家和地区运行种植转基因技术，从种植品种而言，主要集中在大豆、棉花、玉米以及油菜这几个农作物品种上。从其性状分析，主要集中在抗病虫害和抗化学制剂这两方面。在经过20多年的努力，我国已经拥有了转基因生物自主研发技术，目前国家已经发放了其中转基因作物的安全证书，包括耐储藏番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、抗虫水稻以及转植酸酶基因玉米这几种农作物。其中抗虫棉花的应用在我国获得了较好的经济效益和社会效益。目前我国审核通过的抗虫棉花超过100多种，种植面积高达2800万hm2，累积经济效益超过800万亿元。此外，我国自主改良的转基因玉米能够降低农药的使用量，提高化肥的利用率。且上述的转基因作物经过我国和国际转基因作物安全评价准则和相关规范进行了严格的审核与实验，在环保型与食用安全性方面都得到了保障。

二、分子标记辅助选择育种

传统育种主要是通过选择作物的表型，容易受到主观因素以及环境因素的影响而出现偏差，在品种改良方面需要花费数年甚至更长的时间。随着DNA分子标记技术在生物育种中的应用，分子标记辅助选择育种主要是通过选择与目标有着密切联系的分子标记，从而选择目标形状的方法。第一代分子標记主要是以限制性片段长度多态性作为标记，第二代分子标记主要是以聚合酶链式反应作为标记，第三代分子标记主要是以生物基因序列作为标记，其中以单核苷酸的多态性标记的位点检测方便、经济实惠的优点在现代得到了广泛的应用。

分子标记辅助选择育种技术与传统育种技术相比，其具有以下优势：①传统育种主要是针对农作物的形状进行选择，且这些形状多为数字形状，受环境的影响大，且位点控制主体多；而分子标记辅助选择育种技术则主要通过DNA进行选则，不受环境的影响；②分子标记辅助选择育种技术不受育种各阶段的影响，无需等待种子成熟或发育，能够缩短育种时间；③分子标记辅助选择育种技术的判断方式为“是”与“否”，与模糊、暧昧的数字性状选择相比而言，具有更好的应用价值，尤其是在目标基因功能标记方面，不受育种过程中基因重组的影响，能够提高选择的效率和准确率。

分子标记辅助选择育种技术的定位首选需要确定特定农作物形状的基因，并采用连锁作图和相关作图这两种方法来确定。连锁作图是过去常用的一种方法，能够将多个基因控制的性状分解为单基因。但是随着对基因作图的不断进展，发现相关作图与连续作图相比，其具有分辨率高且成本较低的优势，在高通量基因鉴定中的优势更加明显。该技术目前已经在玉米商业化育种中具有广泛应用。

三、分子设计育种技术

随着分子标记辅助选择育种技术的不断发展，以及大量基因组序列数据、植物表型鉴定技术的发展，以及对分子标记和目标形状的进一步研究从而产生了设计育种的思想。也就是根据需求设计出理想基因的品种。分子设计育种技术在新品种培养、定向改良作物形状、创新作物品种、缩短育种时间、提高育种的准确度等方面有着较高的优越性。要想设计一个品种，需要了解目标形状的基因位点以及位点间的关系，从而按照设计目标进行基因组合序列的标记，然后再进行基因重组，最后再进行田间鉴定，能够有效缩短育种效率。近些年来该技术在水稻、杨树、高粱等作物中的测试工作已经完成，并表现出了较好的可操作性。但是该技术的应用需要较高的成本，在实际研究中的应用范围受到限制，有待进一步优化。

四、结语

生物技术在农业育种中具有较好的应用价值，能够缩短育种时间、改善作物性状，有效提高农业生产的经济效益与社会效益。因此，需要科学认知生物技术在农业育种中的优势，从而更好的推动生物育种技术的发展，实现我国农业的可持续发展。

参考文献

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