玉米耐旱育种研究及分子育种策略

2020-12-16牛姣姣

广东蚕业 2020年2期

牛姣姣

玉米耐旱育种研究及分子育种策略

牛姣姣

（新乡学院河南新乡453003）

干旱对玉米种植的影响较大，直接影响玉米的产量。为了提高我国玉米产量，需要针对干旱气候培育耐旱性的品种，提高玉米种植的抗旱性。目前，玉米耐旱育种主要从表型和基因型两个方面进行研究，并在玉米品种选育过程中提出新的策略，加强对玉米选种的创新性，从而有效提高玉米的产量，减少玉米种植的损失。

玉米；耐旱遗传；育种；策略

随着社会经济的快速发展，人们对环境的破坏比较严重，导致全球气候变化较大，气候变暖影响农作物的生长，而我国是个农业大国，农业种植在我国经济发展中的占比越来越大。我国人口数量比较多，且农业种植历史比较悠久，玉米种植在我国农业中的占比非常大，为了有效提高我国玉米的产量，需要采取相应的措施，加强耐旱玉米种植的培育，提高玉米对干旱气候的适应性，通过玉米种子改良，有效提高玉米的产量。下面针对玉米耐旱性遗传机理进行研究，并对玉米耐旱分子育种进行分析，提升玉米的产量。

1 干旱环境下玉米的表现型变化

随着社会经济的快速发展，工业生产速度加快，对气候环境的影响越来越严重，目前，全球气候变化较大，气候变暖等影响全球经济发展，并且对农业种植也产生不利影响。因气候变化较大，因此在玉米种植期间，气候干旱对气候的影响较大，尤其对玉米的产量影响更加严重。一般情况下，玉米在开花前后容易受到水分的影响，玉米开花期的水分不足，将影响玉米的生长，同时在灌浆期如果没有充足的水分，将影响玉米的生长效果。如果在花期水分充足，则能够对玉米的生长起到推动作用，并且也能改善玉米的生长趋势。除了气候环境的影响之外，近些年，因我国农业种植期间农药化肥量超标，因此对土壤环境产生一定的损坏，导致土壤地质下降，再加之气候比较干旱，在玉米生长期间灌溉条件不足，玉米的生长受到影响，为此，需要提高玉米种植的耐旱性、耐涝性，提高玉米的培育质量。

针对玉米减产量现象进行分析，除了土壤环境质量影响玉米种植之外，气温变暖也是其中因素之一，其中全球气候变化，天气干旱，影响了玉米的灌浆时间，同时玉米的灌浆期和玉米籽粒形成对玉米的产量产生非常严重的影响，并且气候干旱，将影响玉米出穗的时间，并且也导致花粉脱落现象，当玉米出穗速度比较缓慢，并且出穗没有达到一致的情况下，将影响玉米花粉传授的质量，最终影响玉米的产量[3]。并且气候变暖后，植物在生长期间，植物的生长速度将超过光合的速度，并且玉米遇到病虫害的概率比较大，当玉米的开花期与灌浆期相重合，影响玉米传授花粉，最终影响玉米的生产量。

2 玉米耐旱遗传研究以及耐旱基因发掘研究

在玉米种植期间，玉米的抗旱能力主要通过抗旱的强弱进行反应，从玉米的内部组织来分析，玉米叶片因受到光合作用叶绿体变得比较膨胀，并且原生质膜通透性增加，进而导致玉米叶片中的无机盐、离子、糖等有机物向外渗漏，对玉米的正常生长产生一定的破坏，也影响玉米的正常代谢。

玉米作为主要的经济作物，市场的需求量比较大，但因气候变暖等因素的影响，导致玉米的种植环境受到非常严重的破坏，其中气候干旱是影响玉米种植的因素之一，为此，人们通过对玉米耐旱性种植进行培育，提高玉米的种植产量，也提高玉米适应气候环境的能力。因此，需要从玉米种子内部基因调控，从玉米对干旱环境做出应激反应开始，形成一个庞大复杂的基因网络系统，然后通过这个复杂的基因网络进行传递信息，提高玉米种植的耐旱性。在近些年的研究中，随着研究耐旱性种子的技术不断改进，并且基因组测序技术不断更新发展，在各种基因芯片运用的基础上，玉米种子耐旱性方面有显著的提高。玉米种子做出的反应主要包括调节基因和功能基因2种，其中调节基因主要针对于种子的耐旱性基因和转录因子进行调控和表达；而功能基因则以植物的干旱胁迫诱导增强了耐旱能力的基因。因玉米种子的耐旱调控机制涉及的基因种类比较多，并且表达模式比较复杂，对玉米种子的基因调控耐旱强弱产生一定的影响。在玉米种子耐旱性研究中，在玉米种子DNA变化过程中，因DNA中的碱基发生变异，因此在玉米种子耐旱性培育研究中，因玉米种子DNA发生变异，将直接影响碱基序列蛋白质的功能，最终导致种子的基因发生改变。

3 玉米耐旱性鉴定的全基因组选择策略

目前，在种子培育期间，选择分子标记辅助选择技术能够加速种子的培育进程，并能够在种子培育中选择优异的材料，当前，全球气候变暖，气候干旱严重，影响了玉米的产量。为了有效提高玉米的种植产量，需要对玉米的种子进行培育，并提高玉米的耐旱性。为此，在进行玉米种子基因变异研究过程中，采用基因组选择技术，主要在种子培育过程中根据基因组培育种值进行基因辅助选择技术，主要运用遗传信息，进而避免因多重假设检验而产生的问题。对于玉米耐旱性研究成为许多国家需要攻克的技术难题，通过对玉米种子实施耐旱性研究，能够体现优良育种，并对遗传变异现象进行分析，并对干旱条件起到一定的抵抗作用，从而改善玉米的种植产量。

在玉米耐旱性研究过程中，因耐旱性是一种遗传复杂的形状，玉米种子中具备一定的基因，但在具体实施期间，需要不同因素的影响，提高玉米耐旱性。目前，种子公司针对玉米耐旱转基因技术进行研究，取得显著的效果，其中产量保护技术主要能够增加ABA的敏感性，在植物遭到威胁的情况下，能够迅速关闭气孔，进而能够保护植物不受危害。因产量保护技术起初运用于油菜和棉花，并且油菜和棉花的种植产量效果比较显著，但在玉米抗旱种植中的影响并不显著。在玉米耐旱性种子培育研究中，许多研究的玉米种子，幼苗在温室的状况良好，在没有任何环境条件因素限制的情况下，幼苗生长良好，因此也容易被人们接受，但在自然环境下，则影响比较大，因此，商业杂交种子的缺陷比较显著。但因气候变化的影响，以及气候干旱情况持续时间比较长，对农作物的影响比较严重，因此需要紧迫实施耐旱杂交品种研究，以此满足市场的需求。