转基因技术在玉米育种中的应用

刘义坤

摘要：玉米是非常重要的杂粮之一，尤其是在北方，占据了非常重要的地位。利用转基因技术给玉米育种，可以赋予玉米一些优异的性能，提高质量和产量，具有积极的社会及经济意义。

关键词：玉米；育种；转基因技术；基因工程

转基因育种技术是指通过一定的技术手段，将目标基因导入植物的基因组中，并且目的基因能够稳定遗传，同时能够使植物表现出目的基因所具有的遗传特性的一种育种方式。

1.转基因技术在玉米育种上的应用

1.1抗虫转基因玉米。害虫是影响玉米产量的一个主要因素，在转基因技术出现以前，最主要的抗虫害措施是采用喷洒杀虫剂。但是，大量化学杀虫剂的使用，在杀死害虫的同时，还会杀死它们的天敌，会破坏生态平衡。同时还会有部分杀虫剂残留在玉米上，给食用者带来一定的安全隐患。而转基因技术是一种能够有效替代化学杀虫剂的抗病虫害的绿色环保方式。通过将产生毒蛋白的基因转入玉米种子中，种植出的玉米会产生一种对害虫有毒的蛋白质，一旦害虫食用玉米茎、叶等，毒蛋白将会致其死亡，从而达到抗病虫害的目的。

1.2抗除草剂玉米。杂草是影响玉米产量的重要因素之一，杂草的大量生长，将会夺走玉米生长所需要的养分、阳光等，从而严重影响到玉米的产量。为了除掉杂草，在规模化种植中一般会使用除草剂，这样可以大量节省人力物力。但是大量使用除草剂会对玉米的生长带来一定的不利影响。将抗除草剂的基因提取出来后导入到玉米种子中，其遗传植株将会对除草剂存在一定的抵抗能力，降低使用除草剂时对玉米造成的影响，保证玉米的产量。

1.3抗病性转基因玉米。造成玉米发病的原因有很多，如细菌、真菌、病毒等。但是，细菌和真菌所引起的病害发病概率小，后果也不太严重，一般不会对玉米的产量带来较大影响，研究意义不大，因而研究较少。但是病毒性病害的发生将会对玉米产量和质量带来重大影响。因而，在育种时导入抗病毒基因，将会在一定程度上遏制病毒性病害的发生，保证玉米的高质、高产。

2.玉米转基因育种中存在的问题及应对策略

转基因技术的应用对于玉米的育种具有重要意义，但是这种育种方式目前也存在一定的问题：首先是生物技术研究费用昂贵。主要是表达量太低，转化体系还不是特别稳定。第二个限制因素是缺少有用的基因。随着分子遗传学研究的发展，现在育种家能够鉴定任何有用的基因，并进行定位和分离。第三个限制因素是所谓的基因沉默现象，即新插入的基因常常是关闭的。现在许多科学家正在研究植物基因开关原理，并试图对这一过程进行操作。

关于表达量低的问题，可以对基因进行修饰，使用强启动子、增强子、内含子等，现已取得了比较好的效果。基因的表达需要特定的内环境，包括插入的位点、拷贝数等，目前来说这些都还不精确，所以最有效的方法就是加大转化群体、选择淘汰。如果只限于特定的几个基因型，再好的基因也将很难应用于实际生产，这也将成为转基因育种无法逾越的障碍，基于现在还没有很好的办法解决这一难题，所以应该考虑DNA转入时不同方法放交叉使用。

病虫的适应性很强，在农药的选择压力下，玉米的抗性会逐渐消除。这就需要设高门槛，让病虫无法逾越，达到杀虫抗病的目的。单价杀虫基因可以考虑换成双价或多价的基因，也可以同时使用两种或两种以上不同机理的抗病杀虫基因，是玉米的抗『生水平提高。在获得抗性植株后，其他一些重要的农艺性状也可能退化，针对这种情况，可以使该植株与同群体为转化姊妹株侧交，有可能得到除了整合目的基因之外，染色体其他部位都正常的植株。

3.玉米转基因育种的应用前景

在玉米育种技术不断更新的今天，我们应该加强遗传工程的基础研究和应用基础研究，特别是做好有用基因的分离，载体系统的寻找、选择和构建，建立和逐步完善应用技术研究，进一步提高玉米转基因的转化率，完善玉米转基因的技术体系。目前大多数分子标记仍停留在实验室理论研究阶段，分子标记技术很少能用于育种实践，分子标记技术用于大规模育种和种质鉴定还有一段距离。我们应把分子标记技术同常规玉米育种的实践相结合，充分利用国外研究成果，结合我国实际情况，充分发掘我国特有玉米种质资源中高产、优质和高抗的有关新基因并进行相关标记的定位和精细定位，拥有自己的知识产权并尽快地应用到育种实践中，为我国玉米育种事业做出贡献。