生物技术在牧草育种上的应用分析

郭廷肃

摘 要：随着我国社会的飞速发展，对各个领域的技术要求也越来越高，牧草的生物技术研究也在不断扩展中，尽管我国牧草育种工作起步较晚、发展较慢，特别是利用生物技术进行育种，通过参考西方国家一些文献的前提下，也在不断吸取借鉴西方国家的先进经验，也获得了一定的成功结果，本文介绍了牧草的转基因特点以及技术能力、育种方向和常用方法，还在大体上概括了一下近几十年的研究成果和进度。

关键词：生物技术；牧草；转基因；应用

引言

近二十年来，生物技术已经被基因工程、细胞工程和酶工程所取代，生物技术朝着更好的方向前进，正在不断创新发展，并且慢慢在改变之前的传统模式以及饲草的生产体系，也对相应的农作物做了一定的改良，在植物基因的基础上对植物的遗传物质进行深刻研究，使其育种方面进一步严密精准和科学合理，更加明确了其目的性并且增加了它的可操作性，从而成功突破了物种之间生殖隔离障碍的一大难关。

1牧草育种的状况及其外源转导方法

1.1牧草育种

在育种中，为了了解它们独特的遗传状況，有些时候需要进行种间远缘杂交，但是与此同时会有一个问题出现，常常由于受精前后的种种原因导致杂交失败，体细胞杂交就可以很好的解决受精前的问题，其实质是利用电脉冲或化学调渗剂作用，实现双亲原生质体的融合杂交，胚抢救则是对受精后的问题起着决定性作用，它通过组培的方式，在杂交后的特定时期，对胚胎进行培养，避免了这一问题的发生。在育种中，还会对重要农艺性状密切相关的遗传进行标记，以此提高选择的效率和质量，可以有效的加快育种的速度，以基因图谱为中心的基因组学研究越来越备受关注，它将大规模的DNA测序与计算机识读的生物芯片微矩阵进行结合，组成了一个全新的学科，可以对它进行全面的了解与分析，从而精确的认识到植物生长发育、品质变化等反应的遗传机制，为基因操纵提供更好的依据。

1.2外源基因的转导方法

在表达目标生物时可以以外源基因导入为前提，各种生物的方法大体相同，在牧草方面也可以选择直接导入的方式，农杆菌介导转换和基因枪法等方式进入目的细胞，从而达到理想的效果，由于基因枪法具有良好的适应性，无论是成熟胚还是未成熟胚都可以同时并且不需要再生，虽说应用的广泛但也有一些特殊的个体无法解决，目前解决措施仍在探索中，农杆菌介也是一种比较常见的转化方式，并且有着成本廉价、操作简单的极大优势，还可以获取基因植株拷贝完整的外源基因，所以能够平稳的遗传到子代，把外源基因直接输送到原生质体是主要方法之一，消除细胞壁后意味着物理阻挡，可以利用在其中加入适当的PEG或者用电穿孔技术推动原生质体吸取外源的DNA，此时想要再造植株基本不可能了，而且还有转基因的重新排列以及不育的问题发生在培养过程中造成其遗传过程中出现干扰的情况，导致体细胞无性系变异，这一情况的出现大大的控制了这个方法的广泛应用。

2牧草的转基因育种方向

2.1 提高抗逆性和固氮技术基因操纵

牧草大多数选择种植在一些自然和地理条件较差的地方，所以要加强其抗逆性迫在眉睫，抗逆性大多包含抗寒性、抗旱性、耐盐碱性等方面，但就我国目前的发展来看，成果不是很明显。它的本质大体上是将外信号转化为内信号，再传递给转录因子，然后作用在功能基因上，从而达到植物的抗逆性，植物在受到逆境威胁时，一般都会合成细胞里的小分子有机化合物，来保持内外均衡，能够抵挡逆境的威胁。目前全球工业固氮年总产量约四千万吨，全球生物固氮年产量约为1.75亿吨，其中含有4400万吨的植物固氮，牧草的种植面积也非常的广泛，所以牧草的固氮基因工程引起了社会的注意，但其实固氮的调配系统难度系数相当高，还有固氮菌与植物的相互关联，长期处于发现探讨研究的阶段，由此诞生了一个共生基因组学的研究领域，引起众多注意的还是禾本科牧草的联合固氮研究，特别是在雀稗固氮方面。

2.2 牧草的抗病虫、抗除草剂的工程育种

病虫和杂草控制正在逐步成为集约化饲草生产过程中的主要技术之一，因为植物的抗病虫、抗除草剂的特质大多都是通过单基因或少量基因控制，一般转基因的效果相对显著，所以，在我国发展初期，以上两种育种方面的研究比较有效、发展较快。如果不对虫害加以改变，它会严重阻挡牧草发展，常见的抗虫基因有Bt基因、蛋白酶抑制剂基因、植物外源凝集素基因三种。其中，杀虫结晶蛋白基因和蛋白酶抑制剂应用比较多，在1996年时就出现了它们二者科学家的实验考证结果，剩下的一种基因工程由于刚研制出不久，还没有进行过大量的实验，仍需进行一番考证后再施行。在抑制杂草生长时的除草剂也对牧草有着一定的影响，如果不及时化解其残留的物质很有可能对牲畜也存在着一定的隐藏危害，通常有两种方法去解决这个问题，第一，修饰除草剂作用的靶蛋白，降低其敏感度，使其被除草剂作用后能够正常的代谢，第二就是引入酶或酶系统，赶在除草剂发生效果前就将其降解。

结语

在牧草基因发展进程中，急需设立一个高效率的转基因平台，要将主要牧草的优质蛋白和抗逆基因分离作为研究的重点，展开对表达载体的研究与讨论，加强对基因表达调控的分子机理的探究、寻找牧草抗病虫害基因的因素以及对其分子生物学的探究，有效的解决这几个问题就能加快速度培养出更加具有价值的转基因牧草，仍然需要进行一番斗争，在经过无数实施后才能得到想要的效果。

参考文献

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（作者单位：青海省海东市平安镇人民政府）