现代农业生产中小麦常规育种与分子育种相结合的研究

陈建功

摘 要：随着社会经济发展，农业技术日益更新，促使小麦育种技术更加成熟。文章分析了常规育种与分子育种的类型、原理以及含义，阐述了将小麦常规育种与分子育种相结合的优化路径，以期为相关人员提供参考。

关键词：农业生产；常规育种；分子育种

文章编号：1005-2690（2023）15-0032-03       中国图书分类号：S512.1       文献标志码：B

小麦是我国主要的粮食作物之一，在现代农业生产中具有重要地位。在小麦生产过程中，产量能否达到丰产指标、品质是否优良、是否具有较强的抗病虫害能力等是种植人员需要考虑的重要问题。常规育种与分子育种均有优缺点，只有将二者深度结合，才能研发出更加优良的小麦品种，推动农业现代化发展。

1 小麦常规育种

常规育种是一种非常普遍的小麦育种方式，在国际上广泛应用，成果比较显著。常规育种可以改良众多基因控制的多个性状，不断扩大其变异范围，有助于提高农作物品种的创新性。其主要是通过交换普通小麦的基因，形成一种新品种。需要注意的是，这种交换重组本身存在缺陷性，例如小麦本身具有病害抗性基因。因此，相关人员需要不断引进新的基因，最大程度满足生产需要[1]。

我国小麦种植历史悠久，常规育种发展较早，应用广泛。采用常规育种方式时，整个培育过程无需人工介入，也不需要对不同品种进行隔离处理，只需改善育种环境即可。培育出优质的小麦品种后，可以采取杂交的方法，将不同品种表现出众的基因直接传递给品相较差的小麦品种，改善小麦的品质，提高小麦产量。但是，基因交换过程中会存在一些不可控因素，对基因交换过程带来不良影响，进而出现配种失败的情况。为了避免这种情况发生，在运用常规育种方法时，应事先考虑母本小麦品种的质量。只有选择质量优良的母本，才能培育出优质的品种，改变小麦品种的遗传基因[2]。

2 小麦分子育种技术

分子育種即基因工程育种，是将分子生物学技术应用于育种中，在分子水平上进行育种。通常包括分子标记辅助育种和遗传修饰育种（转基因育种） [3]。分子育种最为明显的优势是优良基因的传递和转移，即在遗传过程中，一些好的遗传特性会直接传递给品质较差的小麦品种，品质较差的小麦品种接收到优良的遗传基因之后，可以将这一特性一直保持下去。其基本原理是通过应用生物技术分析优良基因，然后根据等位变异表型的效应值确定基因。每种基因表现出的效应均存在明显差异，如果忽略这一因素，基因的交换过程便会受到一定影响，进而出现育种失败的情况。育种过程还需要兼顾一些外界影响因素，例如育种环境、麦种品相等。为了提高育种的科学性，应事先系统学习和钻研遗传学知识、基因交换学知识，确保培育出优良的小麦品种[4]。

2.1 转基因育种

小麦分子育种技术的一个重要方向是转基因育种。转基因育种是通过引入外源基因到目标植物的基因组中改良其性状和增强其抗性的育种方法。农业生产中，小麦转基因技术和常规育种的目标是通过改变转基因组生产具有改良特征的小麦。目前，转基因技术在我国农业领域得到广泛应用。

我国已经在农业转基因领域建立起一套自主研发体系以及生物安全保障体系，获得了较多的自主知识产权，已经具备产业化应用前景。必须严格规范转基因品种管理，农业转基因生物必须通过科学依法的评价才能获得安全证书。同时，要依据相关种植法律进行审核，取得种子生产经营许可证后才能合法种植。对当前农业生产过程中遇到的问题，应积极应用转基因技术，推进产品化试点[5]。

2.2 分子标记辅助选择育种

分子标记辅助选择育种是一种利用分子标记技术辅助小麦育种的方法。小麦是重要的粮食作物之一，提高小麦品质和产量是育种工作者的目标。传统育种方法存在效率低下和周期长的问题，分子标记辅助选择育种可以加快育种进程，提高选育效率。分子标记是遗传材料上的特定DNA序列，可以鉴定与特定性状相关的基因。通过对小麦种质资源进行分子标记分析，可以筛选出与目标性状相关的标记位点，实现对目标性状的选择。这样的选择方法比传统的表型选择更准确和高效。传统的育种方式是将有抗性的小麦与栽培的小麦杂交，从杂交的小麦中选出品种较好的小麦，然后进行下一轮杂交，但这种方式效率较低，得到抗性较好的小麦品种需要较长时间。小麦的基因组序列一共有21条染色体，分子标记可以更好地保留抗病基因，直接提取杂交后代的DNA，然后利用已有的分子标记对这些材料进行基因筛选，不需进行大规模表型测试，可以加速小麦育种进程，使育种项目的目标和结果更容易掌控[6]。

2.3 分子设计育种

分子设计育种作为一种全新的育种理念，在小麦品种的培育领域逐渐得到推广和应用。分子设计育种的先进性在于有效运用了生物学技术与遗传学技术，当2种技术融为一体后，一些优良的基因序列会直接传递给品相差、品质劣的小麦品种，显著提升其抗病虫害能力，因此，经过改良后的小麦品种极易实现高产。与其他育种方式相比，分子设计育种具有明确计划，有效避免了盲目育种的现象，在培育多抗新品种方面作出了巨大贡献[7]。在农作物生长过程中，一旦外部环境发生改变，将会导致遗传结构不稳定，从而使农作物出现一系列状况。受农作物基因与种类的影响，突变现象的表现各不相同。通过育种证明，诱变育种技术在改良农作物品种方面具有独特价值，有利于获得新品种[8]。小麦诱变育种主要是通过化学诱变与物理诱变使遗传因素出现不同改变，会在短时间内得到突变体。相关人员应根据育种的要求与目标选择新品种，将新品种运用到农业生产过程中。相关人员需将常规育种与分子育种进行有机结合，从而使两者相互促进，快速提升育种质量与效率。

3 小麦常规育种与分子育种相结合的优势

小麦是重要的粮食作物，对粮食安全具有重要意义。在小麦育种中，常规育种和分子育种是2种常见的方法。将这2种方法相结合，可以发挥各自优势，提高育种效率和育种质量。常规育种是传统的育种方法，主要依靠选择和交配等手段改良品种。这种方法需要耗费大量的时间和人力，进展缓慢。分子育种是利用分子标记和基因组学技术，通过对基因的分析和筛选，快速识别和选育具有优良性状的品种。

分子育种的优势在于可以准确和高效地筛选出具有目标性状的植株，节省时间和资源。常规育种需要较长时间筛选和选育优良品种，分子育种可以准确地鉴定出具有目标性状的植株，大大缩短了育种周期。通过结合2种方法，可以提高育种效率，快速选育出优质、高产、抗逆性强的小麦品种。常规育种在选择和交配过程中存在一定的随机性，结果可能不够准确。分子育种可以通过分子标记和基因组学分析，精确识别和筛选具有目标基因的品种，减少选择过程中的误差。将2种方法相结合，可以提高育种的准确性和精度。

常规育种主要依赖于自然材料和传统品种的交配，育种资源相对有限。分子育种可以通过分析和利用遗传资源库中的基因信息，扩大育种的资源范围。通过结合常规育种和分子育种，可以更好地利用丰富的遗传资源，挖掘和利用潜在的优质基因。此外，分子育种可以通过精确鉴定和筛选目标基因，帮助育种者实现特定目标的育种，如提高产量、改善品质、增强抗病性等。育种者可以结合常规育种的经验和分子育种技术，更加精准地选择和交配品种，加快实现育种目标的进程。

4 小麥常规育种与分子育种相结合的措施

4.1 综合设定育种方式

小麦常规育种的主要内容是科学设定育种方式，把分子育种技术运用到小麦常规育种工作中。设定育种方式时，应选择合适的分子育种技术，从基因层面出发，及时控制育种性能和育种的性状表现，使培育出的种子遗传基因比较稳定。转基因技术通常可以实现基因的传递和共享，是一种可以拓宽育种范围的技术。分子标记辅助选择育种是目前最广泛、最全面的一种分子育种技术，为当前小麦育种提供了极大便利。在实际育种过程中，可以把综合性状小麦当作受体，选择具体目标基因的供体亲本与其进行杂交，得到杂交成果称为F1，再利用杂交的F1进行回交，将QTL进行目标基因定位，再利用辅助标记进行选择。如此重复2～3次回交，运用分子辅助标记技术进行改良，在所有种子中选出与目标基因更加相似的优良品质。将选出来的优良种子放入田间进行种植试验，根据试验结果选择目标性状更加稳定的小麦品种。根据目标基因的种类进行多次杂交选种，选择出更加具有目标性状的品种。将小麦常规育种技术与分子育种技术相结合，规范育种方式，可以更好地发挥分子育种技术的积极作用，推动小麦常规育种方式转型发展。

4.2 加强优良性状融合

在小麦种植过程中，种植人员需选择品种优良、产量高、抗病性强、抗旱性好、具备优良特征的小麦品种，增加经济收益。但是绝大多数小麦种植户依然采取常规育种方法，很难突破低产、低效的瓶颈。常规育种方法在选种阶段存在盲目性，未考虑影响小麦产量的重要因素，难以达到增产增收的目的，无法保证试验结果与预期目标相符。常规育种方法中的群体交叉和选择技术会产生大量的小麦品种和群体。这些品种和群体具有丰富的遗传多样性，包括各种性状的变异。通过对这些品种和群体进行分子标记分析，可以筛选出与目标性状相关的优良基因型，并将其作为杂交亲本，从而实现性状的融合和遗传改良。

分子标记技术可以精确地鉴定与目标性状相关的基因型，例如抗病性、耐旱性等。分子标记技术可以将这些基因型进行标记，方便后续选择和遗传改良。在常规育种中，可以通过对大量品种和群体的分子标记分析，筛选出与目标性状相关的分子标记位点，将其用于后代选择，加速优良性状的融合。通过分子标记技术可以准确鉴定与目标性状相关的基因型，在常规育种过程中选择出优良的亲本，并组合其优良性状，避免传统育种中大量的试验和后代筛选过程，提高育种效率和准确性。

4.3 重视育种遗传背景

在将小麦常规育种与分子育种相结合的过程中，重视育种遗传背景十分关键。重视育种遗传背景是指了解和利用育种材料的遗传特性和遗传多样性，对品种的遗传背景进行深入分析和评估，帮助育种者更好地利用遗传资源，优化育种方案，提高育种效率和成功率。育种者应该对所选品种的亲本进行深入了解，包括其遗传特性、亲缘关系、遗传多样性等。通过研究遗传背景，确定遗传特性的传递规律，为育种方案的制定提供科学依据。此外，还可以利用分子标记技术对遗传多样性进行评估，为品种选育提供更全面的遗传信息。了解不同品种的遗传特性和亲缘关系，选取合适的亲本进行杂交，从而获得更好的遗传效果。合理的杂交组合可以充分利用亲本之间的互补优势，提高杂种的抗性、适应性和产量等重要性状。

在选择亲本时，育种者还应考虑到遗传多样性的保护和利用，避免重复和过度使用相似的遗传资源。不同品种的遗传背景可能会对遗传变异和表型表达产生影响，从而影响筛选结果。进行分子育种时，育种者应该根据品种的遗传背景和目标性状的遗传基础，选择分子标记和筛选方法，确保选择和筛选的准确性和有效性。遗传资源库是保存和管理遗传资源的重要平台，对于研究和利用育种遗传背景具有重要意义。育种者应该参与遗传资源库的建设和维护工作，包括采集、保存、鉴定和管理遗传资源，为育种者提供广泛的遗传资源选择，促进育种材料的多样性和遗传背景的丰富性。

5 结束语

在现代农业生产过程中，小麦常规育种方式具有基因表达稳定、不需要较多人工介入等优点。在此基础上，将分子育种技术的基因性状进行定向改良，结合优良性能共享等优越性，可以形成更加完备的小麦育种技术，提高小麦产量，保障小麦质量，促进我国农业发展。

参考文献：

[1]赵丽娜.现代农业生产中小麦常规育种与分子育种相结合的研究[J].农业开发与装备，2020（11）：78-79.

[2]仲敏.小麦常规育种与分子育种的结合探讨[J].农业开发与装备，2019（10）：76，112.

[3]张羽飞.小麦常规育种与分子育种的结合探讨[J].消费导刊，2019（20）：210.

[4]孙劲松.小麦常规育种与分子育种相结合的研究[J].农村经济与科技，2018，29（12）：36.

[5]赵吉平，任杰成，郭鹏燕，等.小麦常规育种与分子育种的结合探讨[J].山西农业科学，2018，46（12）：1980-1982，1989.

[6]吴冬华.小麦常规育种技术发展趋势与优化措施[J].农业工程技术，2020，40（11）：96.

[7]郑首航，闫海生，李国强，等.抗赤霉病主效QTLFhb5紧密连锁分子标记的开发及其在小麦分子育种中的应用[J].分子植物育种，2017，15（2）：571-575.

[8]韩斌，王长彪，任永康，等.小麦分子育种研究进展IV.小麦相关分子标记[J].山西农业科学，2015，43（4）：489-492.