玉米遗传育种中基因工程的应用现状与展望
遗传学和基因工程技术在农作物改良中的应用
遗传学和基因工程技术在农作物改良中的应用简介：农作物的改良一直以来都是农业科学和种植业的重要课题之一。
随着遗传学和基因工程技术的不断进步，人们可以更有效地改良农作物，提高产量、抗病性和适应环境能力。
本文将探讨遗传学和基因工程技术在农作物改良中的应用，从传统的杂交育种到现代的基因编辑技术，为农作物改良带来的机遇和挑战。
一、遗传学在农作物改良中的应用1. 杂交育种：杂交育种是利用遗传学原理，将两个不同的亲本杂交，使其后代具有优良遗传特征的育种方法。
通过组合优势和杂种优势，可以获得较高的产量和抗病性。
例如，在水稻和小麦等作物中，通过杂交育种可以提高产量和抗病性，并改善营养价值。
2. 基因分析：通过对农作物基因组的解析和研究，可以识别并分析特定基因与农作物性状之间的关系。
基因分析可以帮助农业科学家了解农作物的遗传背景，从而更好地选择和改良目标基因。
例如，在研究中发现影响小麦耐旱性的基因，有助于培育抗旱品种。
3. 分子标记辅助选择（MAS）：MAS是一种利用分子标记检测农作物遗传背景的方法。
通过对目标基因的特定序列进行检测，可以选择带有所需基因或特征的潜在品种。
MAS可以帮助育种者进行定向选择，提高育种效率，并减少时间和资源的浪费。
二、基因工程技术在农作物改良中的应用1. 转基因技术：转基因技术是指将外源基因导入农作物，使其表达特定的功能或性状。
转基因技术已经广泛应用于改良农作物，如增加作物对病虫害的抵抗力、提高产量和改善营养价值等。
例如，转基因玉米具有抗虫基因，能够减少对农药的依赖并提高产量。
2. 基因剪接技术：基因剪接是一种通过修改农作物基因组中的特定区域，实现基因功能改变的技术。
通过剪接或删除目标基因，可以调整农作物的性状或产量。
例如，基因剪接技术可以用于调整植物的生长周期，使其能够更好地适应不同的环境条件。
3. 基因编辑技术：基因编辑技术是一种精确编辑农作物基因组的方法，可以针对特定基因进行修改和调整。
转基因玉米发展现状与趋势
转基因玉米发展现状与趋势0引言1986年Fromm等用电击法把抗除草剂pat基因转入玉米原生质体中，开创了玉米遗传转化研究的先河。
目前，被批准商品化的转基因玉米主要有2种：抗虫(Bt)转基因玉米和抗除草剂转基因玉米。
1999年全球抗玉米螟转基因杂交种推广种植了1.1×107 hm2以上，玉米平均增产5％～40％。
2005年全球转基因玉米种植面积已经达到2.12×107 hm2，占全球玉米种植面积1.4×1010hm2的1.5‰。
1转基因技术应用1.1基因枪法基因枪法是将DNA包裹于微小的金属钨或金粒的表面，在高压下使金属颗粒喷射，高速穿透受体细胞或组织，使外源基因进人受体细胞核并整合表达的过程。
其优点是不用进行原生质体再生培养，受体材料、靶细胞可以有广泛的来源，如包括细胞悬浮培养物、愈伤组织、分生组织、未成熟胚等等；不受基因型的限制，可适用于不同的物种以及同一物种的不同品种。
1.2农杆菌介导法农杆菌介导法是转基因技术中经常采用的一种手段。
农杆菌介导法的遗传转化过程是自然界发生的完美的基因转化过程，它的一段DNA(T-DNA)能插入到受体植物细胞基因组，并稳定地遗传给后代，作为一种天然的植物基因转化系统，具有转化的外源DNA结构完整、转化机理清楚、整合位点稳定、拷贝数低、聚合后的外源基因结构变异较小等优点。
1.3花粉管通道技术选取自交授粉后约30 h的玉米果穗，剪断花丝(距穗轴顶端2cm)，严格酒精消毒，沿穗轴平均将苞叶切成三份，剥开苞叶，去净花丝，用软毛刷将外源DNA 均匀涂抹在穗轴上。
使外源DNA无须经过长长的花丝，直接进入幼胚中，从而大大降低了遗传变异的机率。
1.4其他方法目前，超声波介导法、电击法、阳离子转化法等基因导入手段，都有成功的报道。
最近又出现了一种新的高效农杆菌转化靶组织方法。
2转基因研究的主要性状2.1抗虫性研究据不完全统计，全世界农作物每年因病虫害造成的损失约占其总产量的37％，其中13％是由虫害引起的。
玉米育种情况介绍-涂军
美国玉米科研
3、先进的育种技术
孟山都公司切片技术：一种高通量的装置，在不破坏整个 种子的前提下分析其遗传信息。 玉米切片流程：吸种（气吸）→逆时针移转到另一边→ 通过成像系统调整种子摆放位置（胚乳顶端处于刀口位置） →切片（切下的粉末和余下的种子一一对应分别装于不同 的盒子中）。切片技术极大地提高了效率（原先人工 1500 样品/8小时）
国家（地区）
USA/Non-GMO USA/GMO ECOWA-West Africa China
种粮比 35:1 64.8:1 2.5:1
8-15:1
From USDA & China Merchants Bank
美国玉米科研
美国种业公司概况
孟山都总部
（1）孟山都公司 世界种业前3强 （2）先锋公司 先锋公司总部 （3）先正达公司 （4）AgReliant公司：KWS和Limagran于2000年各以50%股 份组建的合资公司，主要目标为北美玉米市场。目前是北 美第三大玉米种子公司 先正达 （5）斯泰公司：全美最大的私人种子公司，控制全美2/3 大豆基因 （6）Remington公司：主要为孟山都等种业大公司代繁代 制种
美国玉米种子价格、种植密度
价格 Non-GMO seed corn USD/Unit $160 种植密度(株/亩) 4700-5300 5300-6300 USD/Acre $64.00 $120.00 元 /亩 65 122
GMO Seed $300 Corn Grain (Corn) $4.63/Bu
四、中江种业玉米科研育种机构情况
• 江苏中江种业研究所玉米育种项目（课题）组
玉米科研育种人员情况及研究范围
• 研究人员 现有专职玉米科研育种人员3人。其中高级农艺
转基因技术在玉米育种中的应用
农业生物技术课程论文题目 _转基因技术在玉米育种中的应用_________________院（系）：专业：班级：姓名：学号：成绩：完成日期：转基因技术在玉米育种中的应用摘要：玉米转基因育种是基因工程中基因转移的方法创造玉米新种质、种质资源或新品种。
将转基因技术与玉米常规育种的方法与技术相结合，能尽快地培育出符合育种目标与市场需求的新品种、带来育种水平的提高、创新和突破、加快玉米育种进程。
随着转基因技术的飞速发展及其研究的日趋成熟，转基因技术在拓宽玉米种质资源，提高杂交种的抗逆性、抗病虫性、提高产量和品质等方面将发挥更大的作用，应用前景广阔。
关键词：玉米、育种转基因技术、基因工程植物转基因技术是指利用重组技术、细胞DNA培养技术或种质系统转化技术将目的基因导人植物基因组，并能在后代中稳定遗传，同时赋予植物新的农艺性状，如抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等。
常规育种常常受有性杂交亲和性的制约，而利用转基因技术可以打破物种界限、克服有性杂交障碍，快速有效地创造遗传变异，培育新品种、创造新类型，大大缩短新品种育成的时间。
因此，随着现代生物技术的迅速发展，植物转基因技术也蓬勃发展。
玉米是重要的粮食作物，也是用基因工程方法进行品种改良的作物。
随着世界首例转基因烟草于1983年培育成功，全球范围内开展了转基因玉米研究。
育种者利用转基因技术可以对有益的基因进行有目的的操作，并且可以跨越天然物种屏障把来自其他生物的基因导入到与其毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞中，以获得所需要的理想性状，缩短选育周期，从而培育出高产、优质、多抗的作物新品种。
目前，转基因技术在玉米的遗传育种中得到广泛应用并取得了较好的成效。
玉米转基因已经建立了一套比较完整的理论和技术体系，其技术主要包括：以农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术、利用基因枪、PEG等的DNA直接导人转化技术和通过花粉管通道、子房注射的转化技术。
转基因技术通过种属问基因的流动弥补了玉米遗传资源的不足，与常规育种结合必将带来育种上的重大突破，它是农业生物技术的核心领域，并将成为作物育种的一种重要手段。
基因工程在农业领域的应用
基因工程在农业领域的应用基因工程是一门利用基因技术和生物工程学原理来改变生物体遗传特征的学科，其在农业领域的应用具有重要意义。
本文将探讨基因工程在农业领域的应用，并探讨其对农业发展的潜力。
一、基因工程在作物改良中的应用1. 增加作物的抗病性和抗虫性基因工程可以通过转入特定基因，使作物获得更强的抗病性和抗虫性。
例如，在玉米中引入一种名为Bt的基因，使玉米能够产生杀虫蛋白，有效抵御玉米螟等害虫的侵袭。
这不仅减少了农民对农药的依赖，还降低了对环境的污染。
2. 提高作物的耐旱性和耐盐性基因工程可以通过转入特定基因，增加作物对干旱和盐分胁迫的耐受能力。
这有助于改善干旱地区和盐碱地区的农作物产量，提高土壤的利用率。
例如，科学家们成功地将耐旱基因转入小麦中，使其在干旱条件下仍能正常生长和发育。
3. 改善作物的营养价值基因工程可以通过增加作物中特定营养物质的含量来改善其营养价值。
例如，转基因大米中加入了一种名为金属硫蛋白的基因，使其富含铁和锌。
这对解决发展中国家的营养缺乏问题具有重要意义。
二、基因工程在畜牧业中的应用1. 提高畜禽品质基因工程可以通过转入特定基因，改善畜禽的生产性能和产品品质。
例如，在奶牛中引入一种名为生长激素的基因，增加其产奶量和肉质瘦肉率。
这有助于提高畜禽养殖业的经济效益。
2. 开发新型家畜品种基因工程可以通过改变家畜的遗传特征，研发出更适应特定环境和生产要求的家畜品种。
例如，科学家们利用基因编辑技术，在猪的基因组中进行了切割和替换，从而培育出一种对非洲猪瘟具有抗性的新型猪种。
三、基因工程在农业环境保护中的应用1. 降解环境污染物基因工程可以利用细菌或真菌等微生物来降解农药、重金属和有机废物等环境污染物。
这为农业环境保护提供了一种新的解决方案，有助于减少对环境的污染和毒性。
2. 保护生物多样性基因工程可以通过改变作物的遗传特征，增加其与益生菌和有益昆虫等生物的互动，从而提高生态系统的稳定性和生物多样性。
基因工程技术在农作物改良中的应用与前景
基因工程技术在农作物改良中的应用与前景引言：农业是人类的生存基础和经济支柱，农作物的改良是提高农产品产量和质量的重要手段。
随着科技的不断发展，基因工程技术逐渐应用于农作物改良中，为农业生产带来了革命性的变革。
本文将探讨基因工程技术在农作物改良中的应用，并展望其前景。
一、基因工程技术在农作物改良中的应用1. 抗病虫害基因的导入农作物常常受到各种病虫害的侵扰，影响着产量和质量的提高。
基因工程技术可以通过导入具有抗病虫害基因的方法，使农作物获得抗病虫害能力。
例如，通过导入Bt基因，转基因玉米、棉花等作物可以抵抗玉米螟、棉铃虫等害虫的侵害，减少农药使用，提高作物产量和质量。
2. 耐逆性基因的导入现代农业生产面临着气候变化、自然灾害等各种逆境的挑战，而逆境抗性是农作物改良中的重要目标之一。
基因工程技术可以通过导入耐逆性基因，增加农作物对逆境的抵抗能力。
例如，将耐旱基因导入水稻中，可以使水稻在干旱条件下仍能保持较高的产量和质量，提高抗干旱能力，增加农民的收益。
3. 营养成分的改良农作物中的营养成分对人类健康至关重要，但传统的育种方法往往无法满足人们对营养成分的需求。
基因工程技术可以通过导入植物合成特定营养成分的基因，使作物在保持生长性状的同时，获得更高的营养价值。
例如，基因工程水稻“金黄米”通过导入β-胡萝卜素合成基因，使水稻米粒中含有丰富的β-胡萝卜素，有助于预防维生素A缺乏症。
4. 品质的改良农产品的品质是衡量其价值的重要标准之一。
基因工程技术可以通过调控相关基因的表达，改善农产品的品质。
例如，通过调控水稻中淀粉合成和淀粉酶活性相关基因的表达，可以改善水稻的食味、糯性和烹调品质，满足人们对不同口感的需求。
二、基因工程技术在农作物改良中的前景1. 提高农产品产量和质量基因工程技术可以通过导入特定基因，增加农作物的抗病虫害能力和逆境抗性，减少损失和农药使用，从而提高农产品的产量和质量。
这一技术的应用有助于满足全球不断增长的粮食需求，缓解全球食品安全的压力。
农作物基因改良的现状与发展趋势
农作物基因改良的现状与发展趋势第一章：引言与背景农作物是人类食物与生计的重要来源，而基因改良则是一项对农作物品质与产量进行改进的技术。
基因改良通过传统育种与现代分子生物学技术相结合，可以为农作物引入新的基因，提高其抗病虫害能力、耐逆性以及增加营养价值，从而满足不断增长的全球粮食需求。
本章将介绍农作物基因改良的现状与发展趋势。
第二章：基因改良的方法2.1 传统育种技术传统育种技术是指通过选择优良的品种，进行亲本杂交与后代选择，逐渐改进农作物种质。
这是一种时间较长、效率较低的方法，但仍然是农作物基因改良的重要手段之一。
2.2 基因工程技术基因工程技术是指通过切割与重新组合DNA，将外源基因导入到目标植物的细胞中。
这种方法可以快速有效地改良农作物，引入具有抗病虫害、耐逆性等特性的基因。
第三章：农作物基因改良的现状3.1 转基因作物的应用转基因作物是指通过基因工程技术获得的具有新特性的农作物品种。
目前，转基因作物已经广泛应用于全球，包括玉米、大豆、棉花等多个作物品种。
转基因作物的应用使得作物具有更高的抗病虫害能力、耐逆性以及提高了产量。
3.2 遗传编辑技术的突破遗传编辑技术包括CRISPR-Cas9等方法，可以精确修改植物基因组中的特定位点，从而实现对作物基因的快速改良。
这种技术具有操作简便、效率高等优点，正在成为农作物基因改良的新趋势。
3.3 现代遗传标记与选育方法现代遗传标记与选育方法是通过分子标记辅助育种来提高育种效率与精确性。
这些方法可以鉴定与筛选具有优良基因型的个体，并在育种过程中起到指导的作用。
第四章：农作物基因改良的发展趋势4.1 抗病虫害及耐逆性的改良随着全球气候变化与病虫害的不断演变，提高农作物的抗病虫害能力与耐逆性成为基因改良的重点。
未来，将继续研发具有更高抗病虫害能力与耐逆性的转基因作物品种。
4.2 营养改良与粮食安全营养改良是指通过基因改良技术提高农作物的营养价值，满足人类对多样化、均衡饮食的需求。
基因工程的发展现状与未来趋势分析
基因工程的发展现状与未来趋势分析基因工程是一门迅速发展的科学领域，它涉及到修改和操纵生物体的基因，以改变其性状和功能。
基因工程技术的应用范围广泛，涵盖了医药、农业、工业等多个领域，对人类社会的发展产生了广泛的影响。
一、基因工程在医药领域的应用基因工程技术在医药领域的应用已经取得了巨大的突破。
通过基因工程技术，科学家们成功地克隆了多个重要的人类基因，并将其用于制药工业。
比如，通过基因工程技术，人类重组胰岛素的生产已经成为可能。
传统的胰岛素来源于猪或牛的胰腺，但容易引起过敏反应。
而通过基因工程技术，人类胰岛素可以在大肠杆菌等微生物中合成，具有高纯度且无过敏反应的优势。
此外，基因工程技术还被应用于研发抗癌药物、疫苗等领域。
未来，基因工程技术在医药领域的应用将更加广泛。
随着基因测序技术的快速发展，人类对个体基因组的理解将更深入。
这将使得个体化医疗成为可能，基于患者基因型的个体化药物设计和治疗方案将迎来突破。
此外，基因编辑技术的快速发展也为遗传病的治疗提供了新的方式。
CRISPR基因编辑技术的问世，使得人们对基因的编辑能力有了突破性的提升，将为基因治疗提供更多可能性。
二、基因工程在农业领域的应用基因工程在农业领域的应用也取得了巨大进展。
通过基因工程技术，科学家们成功地开发出了多个转基因作物，如转基因水稻、转基因玉米等。
这些转基因作物具有抗虫、抗病、耐旱等性状，有助于提高产量和改善农作物的品质。
此外，基因工程技术还被应用于改良农作物的养分含量，例如提高谷物中的维生素含量。
未来，基因工程技术在农业领域的应用将进一步扩展。
随着全球人口的增长和资源的有限性，农业生产需要更高效、更可持续的方式。
基因工程技术将为农作物育种提供新的手段，创造更多的改良品种。
例如，基因编辑技术的应用将帮助科学家们更精准地进行基因组编辑，加速育种过程。
此外，基因工程技术还有望应用于农作物的抗逆性改良，使作物能够更好地适应气候变化等恶劣环境。
转基因玉米 中国种植
转基因玉米中国种植转基因玉米，是指通过基因工程技术对玉米进行遗传改造，使其具有特定的抗虫性、耐除草剂、抗病毒等性状。
转基因玉米的种植在全球范围内广泛进行，其中中国也在种植转基因玉米。
本文将探讨中国种植转基因玉米的背景、现状、利与弊，以及相关的监管和安全问题。
首先，我们来了解一下背景信息。
转基因技术早在20世纪80年代就开始在农作物上应用，而转基因玉米则是其中应用最广泛的作物之一。
转基因玉米主要通过导入一种叫做Bt毒素的基因来提高抗虫性。
这个毒素是由一种名为“苏云金芽孢杆菌”的细菌产生的，可以有效防治玉米螟等害虫。
此外，转基因玉米还可以通过导入抗除草剂的基因，提高对除草剂的耐受能力，从而提高农作物产量。
转基因玉米在中国的种植面积逐年增加。
根据中国农业科学院发布的数据，2019年，中国转基因玉米的种植面积达到4300万公顷，占到整个玉米种植面积的85%左右。
转基因玉米的种植主要集中在河北、山东、湖北等地，这些地方具备较好的农业生产条件和市场需求。
中国农民选择种植转基因玉米主要是出于以下几个方面的原因。
首先，转基因玉米具有显著的抗虫性，能够减少农民施用农药的次数和用量，从而降低了农业生产成本。
其次，转基因玉米还能够提高作物的产量和质量，增加农民的收入。
最后，转基因玉米的大规模种植可以增加农民就业机会，促进农村经济发展。
然而，转基因玉米也存在一些潜在的问题和风险。
首先，转基因作物的生物安全性问题一直备受关注。
有一些研究认为转基因作物可能对人体健康和环境造成潜在风险，如产生新的过敏原、耐药性等。
其次，转基因玉米种植过程中的封闭和隔离问题也需要引起重视。
如果不加以控制，转基因玉米有可能与天然品种交杂，导致遗传资源的丧失和环境的破坏。
再次，转基因玉米的长期风险和影响还需要深入研究和评估。
为了确保转基因玉米种植的安全性和可持续性，中国政府对转基因农作物实施了严格的监管措施。
2001年，中国制定了《转基因生物安全管理条例》，明确了转基因农作物的审批程序和标签标识要求。
基因工程技术在农业生产中的应用
基因工程技术在农业生产中的应用基因工程技术是一种通过改变生物体的遗传信息来实现特定目标的技术。
它已经被广泛应用于农业生产中，为农业发展带来了巨大的潜力和机遇。
本文将探讨基因工程技术在农业生产中的应用，并分析其对农业可持续发展的影响。
一、改良农作物品质基因工程技术在改良农作物品质方面发挥了重要作用。
通过转化外源基因，科学家们成功地提高了农作物的产量、抗病能力和适应性。
例如，转基因玉米、大豆和棉花等农作物，具有对害虫抗性能力更强的特点，这减少了农药的使用量，降低了农业生产的成本，减少了对环境的污染。
此外，转基因技术还可以改善作物的口感、营养成分和保存能力，满足人们对食品的多样化需求。
二、培育耐逆性农作物气候变化和自然灾害对农作物生产造成了极大的影响。
基因工程技术可以帮助培育出耐逆性的农作物，提高其抗旱、抗病、抗寒能力，以适应恶劣的环境条件。
例如，通过转基因技术，科学家们成功地开发出耐盐碱的水稻品种，为沿海地区的农业生产提供了新的选择。
此外，基因工程技术还可以提高作物的光合效率，减少光合物质的损耗，提高其对光照的利用效率，从而增加农作物的产量。
三、改善农产品的储存和运输能力在农产品的储存和运输过程中，常常会发生腐烂和质量下降的问题。
基因工程技术可以通过调控相关基因的表达，改善农产品的储存和运输能力。
例如，转基因技术可以抑制水果和蔬菜中乙烯合酶的活性，延缓其成熟和腐烂过程，延长其保鲜期。
此外，还可以通过增加抗病毒基因的表达，提高果实对病毒的抵抗力，降低病毒引起的果实腐烂率。
四、提高养殖动物的产能和健康水平基因工程技术在养殖动物的改良中也有广泛的应用。
通过转基因技术，科学家们可以提高养殖动物的产奶量、生长速度和繁殖能力，提高农业生产的效益。
此外，转基因技术还可以增加养殖动物的抗病能力，减少对抗生素的依赖，降低抗生素在食物链中的积累，保护人们的健康。
然而，基因工程技术在农业生产中的应用也存在一定的争议与挑战。
植物基因工程的现状与发展趋势
植物基因工程的现状与发展趋势植物基因工程是一门利用分子生物学和遗传学技术改良植物遗传物质的方法。
通过植物基因工程，科学家们可以对植物基因进行修改和转移，以改善植物的特性，并提高农作物的产量和抗病能力。
本文将探讨植物基因工程的现状以及未来的发展趋势。
一、植物基因工程的现状植物基因工程已经取得了许多重要的突破，其中包括以下几个方面的研究成果：1. 转基因作物的广泛应用：转基因作物是应用植物基因工程最成功的领域之一。
转基因作物可以通过转入具有特定功能基因的方式，增加其抗性、耐旱性、耐盐性等特点。
转基因作物的种植面积不断扩大，其中包括转基因玉米、转基因大豆和转基因棉花等。
2. 抗虫害和抗病害转基因作物的开发：通过植物基因工程技术，科学家们成功地开发了许多抗虫害和抗病害的转基因作物。
例如，转基因水稻中加入了杀虫剂基因，可以有效地减少虫害的发生；转基因番茄中加入了抗病害基因，可以减轻疾病对植物的破坏。
3. 高产量和高营养价值转基因作物的研究：植物基因工程不仅可以提高农作物的产量，还可以增加农作物的营养价值。
科学家们通过调控植物基因，成功地提高了作物的产量和品质，如转基因小麦、转基因马铃薯等。
二、植物基因工程的发展趋势虽然植物基因工程已经取得了许多重要的研究成果，但是仍有许多挑战和发展方向需要进一步探索。
以下是植物基因工程的一些发展趋势：1. 精准基因编辑技术的应用：利用CRISPR-Cas9等精准基因编辑技术，可以实现对植物基因组的精确编辑，进一步提高基因工程的效率和精度。
这将为农作物的改良和优化提供更多可能性。
2. 基因组学的整合应用：随着基因组学研究的深入，植物基因工程也将借助基因组学的技术和方法，例如转录组学、蛋白质组学和代谢组学，深入了解植物基因的功能和互作关系，以更好地进行基因工程的研究和应用。
3. 社会伦理和环境影响的考虑：随着植物基因工程技术的发展，需要更多地考虑社会伦理和环境影响。
科学家们应该进行慎重的风险评估和安全性评价，确保转基因作物的安全性和可持续性。
基因工程技术在农业生产中的应用
基因工程技术在农业生产中的应用随着科技的不断发展，基因工程技术在农业生产中的应用越来越普遍。
基因工程技术可以帮助改良农作物的基因，使农作物具有更强的抗旱、抗病和抗虫能力，从而提高了农作物的产量和品质。
基因工程技术还可以改良动物品种，使得畜禽养殖更加高效，减少了养殖成本，从而实现了可持续发展。
一、基因工程技术在农作物改良中的应用1. 抗病、抗虫农作物的研发基因工程技术可以通过改变农作物的基因序列，使其具有更强的抗病、抗虫能力。
例如，科学家们通过改变水稻的基因序列，使得其具有对水稻条纹叶枯病的抵抗能力。
此外，基因工程技术还能够使土豆、玉米等农作物具有对昆虫、真菌等害虫和病菌的抵抗能力。
2. 营养成分富集的农作物的研发通过改变农作物的基因序列，可以使其富集某些对于人体有益的营养成分。
例如，科学家们已经成功地研发出富含维生素A的“金黄色玉米”，这种农作物可以克服一些国家的维生素A缺乏病问题。
二、基因工程技术在畜牧业中的应用1. 新型畜牧品种的研发基因工程技术可以协助畜牧业通过优化畜禽品种，进而提高畜牧业的效益。
例如，科学家们已经成功地研发出不怕高温、对疫病抗性较强的优质猪种，这种猪种对于瘟疫、乙肝等疾病都具有较好的抗性。
除此之外，基因工程技术还可以使动物的生长速度更快、繁殖能力更强，进一步提升畜牧业的效益。
2. 增加畜禽产品品质的研发基因工程技术可以通过改变动物的基因序列，使得其生产出来的产品更加优质。
例如，科学家们已经利用基因工程技术研发出了富含奶脂的奶牛，这大大提高了乳制品的质量。
三、基因工程技术在全球农业生产中的应用情况基因工程技术在全球农业生产中的应用情况十分广泛，尤其是在美国、加拿大、中国等国家得到了广泛应用。
例如，以美国为例，其超过80%的玉米、豆类和棉花都是基因改良的作物。
面对日益紧张和有限的耕地资源、气候变化、人口爆炸等问题，基因工程技术在农业生产中发挥着越来越重要的作用，有助于提高粮食生产的效能、食品的品质和安全性，让受益人群从农民到消费者都有受益，并为可持续发展做出贡献。
基因工程的应用
基因工程的应用基因工程是指通过改变生物体的遗传物质DNA序列，对其基因组进行修改和重组的技术手段。
它已经广泛应用于许多领域，包括农业、医学和工业等，为人类带来了许多益处和希望。
本文将探讨基因工程在这些领域的应用。
一、农业领域1.转基因植物基因工程技术使得科学家能够向植物中引入异源基因，使植物拥有抗虫、抗草甘膦等抗性能力，从而提高植物的产量和抵抗力。
例如，转基因玉米可以抵抗玉米螟的攻击，转基因大豆可以耐受除草剂的农药，这样可以减少农药的使用，提高农作物的质量和产量。
2.转基因动物基因工程还可以用于改良家禽、家畜等农业动物。
通过引入特定的基因，科学家可以使家禽生长更快、抵抗疾病能力更强，提高家畜的肉质和产量。
这有助于满足人们不断增长的食品需求，并提高食品的质量和安全性。
3.抗性育种基因工程技术可以用于改进常规育种方法，筛选出能够抵抗病虫害和逆境环境的作物品种。
通过定向的基因编辑或转基因技术，可以加强作物对病毒、真菌和昆虫等的抵抗能力。
这为农业生产提供了新的工具和途径。
二、医学领域1.基因治疗基因工程的一项重要应用是基因治疗。
科学家可以通过引入正常基因来修复或替换患者体内缺失或异常的基因。
这项技术为许多遗传性疾病的治疗提供了新的希望，例如囊性纤维化、血友病等。
2.生物制药基因工程技术使得人类能够利用重组DNA技术来生产大量的蛋白质和药物。
通过将目标基因转入快速繁殖的细胞中，科学家可以生产出例如胰岛素、人生长激素等重要药物。
这种方法比传统的化学合成药物更有效，并且避免了使用遗传工程技术的副作用。
三、工业领域1.生物能源基因工程技术可以改良微生物，使其具备高效合成生物能源的能力。
例如，通过改造细菌的代谢途径，可以使其在发酵过程中生产出醇类燃料，如乙醇和丁醇。
这种方式对于替代化石燃料和减少温室气体排放具有重要意义。
2.环境修复基因工程技术还可以应用于环境修复。
通过改造微生物的遗传物质，科学家可以使其具备降解有害物质的能力，如油污染物、有机化合物等。
基因工程技术在农作物遗传改良中的应用
基因工程技术在农作物遗传改良中的应用引言：农作物遗传改良是一种重要的农业技术，旨在提高农作物的产量、抗病性和适应性。
基因工程技术作为一种现代生物技术，为农作物遗传改良提供了新的方式和工具。
本文将探讨基因工程技术在农作物遗传改良中的应用，并分析其对农业生产和粮食安全的潜在影响。
一、基因工程技术概述基因工程技术是一种通过直接修改生物体的基因组来改变其性状的技术手段。
其主要步骤包括基因克隆、基因转移、基因编辑和基因表达等。
通过以上步骤，科学家可以插入、删除、修改或静默特定基因，从而改变生物体的性状。
二、基因工程技术在农作物遗传改良中的应用1. 抗病虫害农作物在生长发育过程中常常受到各种病虫害的侵害，导致产量损失。
基因工程技术可以通过引入抗虫和抗病性基因来提高农作物的抗病虫害能力。
例如，转基因水稻“Bt水稻”通过插入来自一种土壤细菌的毒素基因，在水稻中产生了抗虫害的效果，从而减少了对农药的依赖。
2. 提高产量和营养价值农作物高产和高营养价值是农业发展的重要目标。
基因工程技术可以改善农作物的营养成分和农艺性状，亦可增加产量。
例如，通过转基因技术，科学家成功地改良了玉米、大豆和小麦等农作物的营养成分，提高了食品的营养价值。
3. 逆境抗性气候变化和环境逆境对农作物的生长和发育构成了一定的挑战。
基因工程技术可以为农作物提供逆境抗性基因，以增加其对干旱、盐碱和病虫害等不利环境条件的适应能力。
这可以帮助农作物在恶劣环境下更好地生长和发展，从而提高农产品的产量和质量。
4. 品质改良基因工程技术可以通过调控农作物的生理过程来改善其品质。
例如，通过转基因技术可以改良水稻的淀粉结构，提高糯性，从而改善其食用品质。
类似地，将特定基因引入番茄中可增加果实的含糖量，提高口感和食用价值。
三、基因工程技术应用的潜在影响1. 粮食生产和食品安全基因工程技术在农作物遗传改良中的应用，对粮食生产和食品安全具有重要意义。
通过提高产量和抗病虫能力，基因工程技术可以帮助解决全球粮食供应问题。
农作物遗传育种技术的研究
农作物遗传育种技术的研究农作物遗传育种技术一直是农业领域的重要研究方向之一。
随着科技的不断进步和发展，遗传育种技术在提高农作物产量、抗病性、适应性等方面发挥着越来越重要的作用。
本文将从遗传育种技术的概念、发展历程、应用现状以及未来发展趋势等方面展开探讨。
### 一、遗传育种技术概述遗传育种技术是利用遗传学原理和方法，通过选择、杂交、变异等手段，改良植物的遗传性状，培育出具有优良性状的新品种的一种育种方法。
遗传育种技术的核心在于利用植物自身的遗传变异，通过人为干预，加速育种进程，提高育种效率。
### 二、遗传育种技术的发展历程遗传育种技术的发展可以追溯到人类最早开始农业生产的阶段。
最初的育种方法是通过选择具有优良性状的植物进行繁殖，逐渐形成了一些优良品种。
随着遗传学理论的逐渐完善，20世纪以来，遗传育种技术得到了长足的发展。
杂交育种、基因工程育种、分子标记育种等先进技术的应用，为农作物育种带来了革命性的变革，大大提高了育种效率和育种水平。
### 三、遗传育种技术的应用现状目前，遗传育种技术在农作物育种中得到了广泛应用。
通过杂交育种，育出了高产、抗病、抗逆性强的新品种，如水稻、小麦、玉米等；基因工程育种则可以通过转基因技术，向植物中导入具有特定功能的基因，使植物具备抗虫、抗病等特性；分子标记育种则可以通过分子标记辅助选择，加快育种进程，提高育种精度。
这些技术的应用，使得农作物的产量、品质、抗逆性等方面得到了显著提升，为粮食生产和农业可持续发展做出了重要贡献。
### 四、遗传育种技术的未来发展趋势随着生物技术的不断创新和发展，遗传育种技术在未来将呈现出一些新的发展趋势。
首先，基因组编辑技术的应用将进一步提高育种的精准度和效率，为育种带来更多可能性；其次，利用大数据和人工智能等技术，可以加快育种进程，实现精准育种，为培育更多适应气候变化等需求的新品种提供技术支持；此外，生物安全和环境友好性将成为未来遗传育种技术发展的重要方向，努力实现农业的可持续发展。
基因工程技术在植物遗传育种中的应用研究
基因工程技术在植物遗传育种中的应用研究植物遗传育种是为了改良植物品种性状和提高农作物产量而进行的一系列科学技术活动。
随着生物技术的发展，基因工程技术成为植物遗传育种中的一项重要工具。
本文将探讨基因工程技术在植物遗传育种中的应用研究，包括转基因技术、基因编辑技术和基因组学技术等。
转基因技术是通过将外源基因导入植物细胞中，使其具有新的性状或功能。
对于植物遗传育种来说，转基因技术可以提供一种快速且高效的途径，用于改良植物的抗病性、耐逆性和产量等性状。
例如，在水稻中引入抗虫基因，可以提高其抗虫性，减少对农药的依赖。
此外，转基因技术还可以用于改良作物的品质特性，例如提高水果的口感、延长保鲜期等。
然而，转基因技术在植物遗传育种中的应用也面临着一些争议，如安全性和环境影响等问题，需要更多的研究和监管。
基因编辑技术是一种快速、准确修改植物基因组的方法，它可以精确地删除、插入或替换目标基因，以实现特定性状的改良。
与传统的育种方法相比，基因编辑技术能够更加精确地改变植物的遗传信息，加快品种的育成速度。
例如，利用基因编辑技术可以针对特定的基因进行靶向修饰，提高植物的抗病能力或提高作物的产量。
此外，基因编辑技术还可以用于改良植物的耐逆性，使其适应不同的环境条件。
然而，基因编辑技术在植物遗传育种中的应用也面临着道德、法律和安全性等问题，需要制定相关政策和规范。
基因组学技术是研究植物基因组结构、功能和演化的一门学科，其获得的信息对植物遗传育种具有重要意义。
通过对植物基因组的测序和分析，可以揭示植物基因与性状之间的关系，为育种工作提供重要的理论依据。
例如，通过对特定作物基因组的研究，可以发现与产量相关的基因，从而为进一步改良作物品种提供线索。
此外，基因组学技术还可以用于植物的分类和鉴定，帮助识别和保护珍稀植物资源。
然而，基因组学技术在植物遗传育种中的应用仍面临许多挑战，如数据分析和解读的复杂性、基因功能的理解等，需要不断地进行研究和探索。
基因工程技术在植物育种中的应用
基因工程技术在植物育种中的应用随着科技的不断进步，基因工程技术在各个领域中都得到了广泛的应用。
其中，基因工程技术在植物育种中发挥的作用尤为突出。
本文将从基因工程技术在农业领域中的应用、基因编辑工具的发展以及现有的基因工程植物品种等方面来论述基因工程技术在植物育种中的应用。
一、基因工程技术在农业领域中的应用随着人口的增长和城市化的加速，农业领域的发展越来越受到人们的关注。
基因工程技术在农业领域的应用非常广泛，尤其是在植物育种中发挥着重要作用。
通过基因工程技术，可以对植物的遗传信息进行修改，从而获得更好的品种。
例如，通过转基因技术，可以使植物具有更强的抗病能力、抗旱能力或抗虫能力等。
对于粮食作物的育种更是意义重大，如通过转基因技术，可以让植物产生更多的粮食而减少浪费。
此外，基因工程技术还可以用于改善果蔬的口感和品质等。
二、基因编辑工具的发展基因工程技术中的基因编辑技术是目前比较热门的研究领域。
在过去的几年中，基因编辑技术经历了一个快速的发展阶段，并出现了一系列新的基因编辑工具，其中最广泛使用的是CRISPR/Cas9系统。
CRISPR/Cas9是一种基于细菌天然免疫系统的基因编辑技术，它能够准确地定位并修改植物基因组序列。
通过CRISPR/Cas9系统，我们可以将目标基因的DNA序列进行精细编辑，以创造出更好的植物品种。
三、现有的基因工程植物品种目前，已经有许多基因工程技术应用在植物育种中，例如转基因玉米、转基因大豆、转基因棉花、转基因水稻等，这些植物种类都具有更强的抗病能力、抗虫能力、抗草害能力等。
除了这些优点之外，这些基因工程植物品种在提高产量、改变植物生长习性等方面也有明显优势。
例如，通过基因工程技术，可以让植物更有效地利用养分，从而获得更高的产量。
同时，这些基因工程植物品种也引起了广泛的研究讨论，其中比较有争议的是转基因食品的安全性问题，但无论如何，基因工程技术在植物育种中的应用依然是十分重要的。
基因工程在植物育种中的应用
基因工程在植物育种中的应用随着人类社会的不断发展，农业作为一个最基本的生产部门也在不断的进步和发展。
现代农业已经进入科技化、精细化生产的阶段。
而基因工程作为21世纪人类科技的一种重要分支，对于提高作物生产效率和改进品种品质产生了重要的影响，成为现代农业不可或缺的一环。
在这一背景下，本文将探讨基因工程在植物育种中的应用。
一、基因工程的基本概念基因工程是指把体细胞或细胞间质遗传信息中具有特定生物功能的基因，通过DNA重组技术从一种器官发育种或生理机制复制到另一种器官发育种或生理机制的过程。
基因工程主要包括基因克隆、DNA操作、基因传递等方面，其应用范围涵盖多个领域。
二、植物作为人类的主要农作物，一直是农业领域中的重要研究对象。
传统的育种方法需要长时间的筛选和交叉杂交，其效率很低。
借鉴基因工程的技术，科学家可以加快植物品种的繁殖，提高生产效率和产量。
1. 转基因技术转基因技术是将外源基因引入植物中，使植物具有抗病虫害、耐旱、耐高盐等特性的技术。
通过转基因技术可使植物表达或不表达特定基因，从而达到改良植物性状的目的。
例如，在玉米中引入抗虫基因可以使其在生长季节中遭受害虫的攻击而免受损害，从而提高产量。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是将特定基因的序列直接修改或删除，从而改变种植物的性状。
例如，利用CRISPR/Cas9等编辑技术可以对植物基因进行编辑，使植物产生更高的产量和更高的病虫抵抗力。
三、基因工程的优劣势1. 优势A. 加快了植物育种进程。
传统的育种方法需要长时间的筛选和交叉杂交，且效率很低，而基因工程可以快速实现指定基因的特定操作，提高植物的繁殖速度和品质。
B. 可以有效提高作物的产量和品质。
利用基因工程技术对植物进行优化，可以使植物容忍恶劣环境的生长，提高抗病虫害效果，从而大幅度增加作物的产量和质量。
C. 更为精准和可控。
传统的育种方法主要是靠交配来进行，而基因工程可以直接对基因进行操作，发挥更为精准和可控的效果。
遗传工程与转基因技术的应用现状
遗传工程与转基因技术的应用现状遗传工程和转基因技术是当今科学领域中备受关注和争议的话题。
这些技术的出现，为人类提供了改良和创新生物种类的机会，也引发了许多伦理和环境问题。
本文将探讨遗传工程和转基因技术的应用现状，旨在了解这些技术对人类生活的影响。
在过去几十年里，遗传工程和转基因技术不断发展，为农业、医药和能源等领域带来了巨大的变革。
在农业方面，转基因作物的开发解决了传统农业中的许多问题。
通过向植物基因中添加特定的外源基因，科学家们成功地提高了作物的抗病性和耐旱性，从而提高了农作物的产量和质量。
例如，转基因玉米和大豆具有抗虫性和耐除草剂的特性，使得农民能够减少对农药的使用，从而减少对环境的污染。
此外，转基因技术还可以帮助解决全球面临的粮食短缺问题，通过提高作物的产量和抗性，确保人类能够充分获得足够的食物。
然而，转基因技术也面临着许多争议和挑战。
其中之一是对人类和环境健康的潜在风险。
一些人担心食用转基因农产品可能会对人体健康产生不良影响。
尽管科学研究表明，经过严格审查和评估的转基因食品在安全性方面与传统食品没有明显区别，但公众对转基因技术的疑虑仍然存在。
此外，转基因作物可能会对周围的生态系统产生不可预测或负面的影响。
传粉昆虫和野生植物可能会受到转基因作物的干扰，从而威胁到生物多样性。
因此，严格的监管和控制措施对于确保转基因技术的可持续发展至关重要。
除了农业，遗传工程和转基因技术还在医药领域取得了一系列突破。
通过转基因技术，科学家们可以生产出大量复杂蛋白质，用于制造药物。
例如，基因工程人胰岛素已成为糖尿病管理的关键药物之一。
此外，基因编辑技术的出现，如CRISPR-Cas9系统，使得科学家们能够精确地修改生物体的遗传物质，为疾病的治疗提供了新的可能性。
通过基因编辑，科学家们可以修复人体遗传缺陷，治疗癌症和遗传疾病，为人类健康带来福音。
然而，基因编辑技术的应用也带来了一些伦理和道德问题。
例如，基因编辑技术是否可以用于改良人类的智力、外貌或体力等特征，引发了人们对人类基因改造的担忧。
呢岸学校高三生物高考热点遗传育种 通用
咐呼州鸣咏市呢岸学校高考生物热点遗传育种一、背景材料（一）、浅谈基因工程在玉米遗传育种中的用育种工作者都培育出性状优良的品种，而实现这一目标的关键是得到目的基因和对高产、优质、抗病虫目标性状的选择。
过去人们多借用形态学和同工酶遗传标记来辅助育种，并已在玉米育种中获得了。
但由于受环境因素影响，这些方法要求经验丰富的育种者花费较长的时间。
近年来，基因工程在玉米遗传育种中取得了巨大进展。
基因工程弥补了玉米遗传资源的不足．并解决了过去不能解决的难题。
1基因工程在玉米遗传育种中的用现状1．1基因工程的进展及用概况2080年代初，RFLP作为遗传标记构建人类遗传连锁图首次使用，随后各种分子标记技术发展迅速．并在动、植物遗传的研究中得以广泛用。
1983年第一个转基因植物问世，随后基因工程发展日月异。
迄今为止．全已分离目的基因100多个，获得转基因植物近200种，有的已进入或正在进入商业阶段，植物基因工程对高科技农业发展的重要性举世瞩目。
基因工程集技术为一体，如DNA重组技术、分子杂交技术、细胞培养技术、基因转化技术和基因表达调控技术，使育种途径进入了一个高技术时代。
1988年以前，玉米组织培养只能用愈伤组织再生植株，原生质体再分化植株没有。
直到1993年，玉米基因工程研究才取得了一成绩。
在玉米遗传育种中常用的基因工程技术主要有分子标记、DNA重组技术(也称转基因技术)。
转基因技术方法主要有农杆菌、基因枪、PEG介导方法，到目前为止，在玉米基因工程中用最多，效果最好的转基因方法就是基因枪法。
分子标记自1980年以来发展迅速。
多种DNA分子标记技术的用，解决了许多玉米遗传育种工程技术上的难题。
转基因技术、分子标记技术基因工程技术被广泛用于玉米自交系的遗传多样性分析，玉米优势群划分，玉米雄性不育系的研究．玉米品质改良，玉米病虫害抗性方面。
1．2基因转化技术在玉米遗传育种中的用玉米转基因技术用领域十分广泛，主要用在抗除草剂玉米、特种玉米方面。
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育种工作者都希望培育出性状优良的品种, 而实现这一目标的关 键是得到目的 基因和对高 产、 优质、 抗病虫等目标性状的选择。过去人们多 借用形态学和同工酶等遗传标记来辅助育种, 并 已在玉米育种中获得了成功。但由于受环境等因 素影响 , 这些方法要求经验丰富的育种者花费较 长的时间。近年来, 基因工程在玉米遗传育种中 取得了巨大进展。基因工程弥补了玉米遗传资源 的不足, 并解决了过去不能解决的难题。
收稿日期 : 2001- 02- 08 作者简介 : 向春阳 ( 1965- ) , 男 , 副教授 , 在读博士 , 主要从事作物遗传育种学的教学和分子标记辅助育种工作。
第6期
向春阳等 : 玉米遗传育种中基因工程的应用现状与展望
5
把遗传工程玉米天然产生的特别蛋白推向市场。 抗冻蛋白 ( AFP ) 是具有降低冰点和减少冰晶生长 速度的蛋 白质 , 通过 电激法 人工合 成的黄 盖鲽 AFP 基因被导入玉米原生质中并获得了表达。 近年来, 转基因玉米层出不穷。 1998 年 , 转 基因玉米占全球转基因作物面积的 30% , 仅次于 转基因大豆, 主要是抗虫玉米和耐除草剂玉米。 1 3 分子标记技术在玉米遗传育种中的应用 随着分 子生 物学的 发展 , 开 发了 一类 基于
配合力 之间具有 一定的相 关性。 M umm ( 1994) 等[ 18] 和 Dubreuil ( 1996) 等[ 19] 成 功地利用 RF LP 标记对欧洲和北美的常用玉米自交系进行了杂种 优势群划分。刘新芝等 [ 10] 利用 RAPD 标记首次 对我国玉米自交系进行杂种优势群划分。吴敏生 ( 2000) 等[ 6] 利用 AF LP 分子标记技术研究了 17 个玉米优良自交系的遗传多态性, 李新海 ( 2000) 等[ 7] 利用 SSR 标记研究 21 个玉米自交系的遗传 变异 , 他们的研究结果表明 AFL P、 SSR 可用于玉 米自交系遗传变异分析 , 并可用于杂种优势群划 分, 这为玉米分子标记辅助育种、 选配杂种组合提 供了理论依据。 分子标记技术近年也已被成功用于玉米抗病 虫遗传研究。M cmullen( 1995) 等 报道抗玉米 矮花叶病毒基因 mdml 被定位于 6 号染色体短 臂上。大量研究表明 , 玉米抗病虫基因在染色体 上聚群存在, 这有利于提高抗病基因的克隆效率。 利用玉米抗性基因群可以在有抗病基因存在的染 色体区段构建高密度的遗传连锁图谱 , 这种图谱 可以用来克隆目标基因。总之, 随着大量抗病基 因分子标记的不断发掘及精确定位[ 21] , 标记辅助 选择必将在常规抗病育种中发挥愈来愈重要的作 用。 随着分子生物学的发展, 一大部分控制重要 性状的基因相继被定 位到饱和的分 子标记图谱 上, 可利用图谱分离和克隆这些基因, 最终用基因 工程手 段来改 良品种。此外 , DNA 分子 标记技 术, 还用来进行种性和种子质量鉴定[ 22] , 这也为 品种知识产权保护和种子质量监测提供了可靠依 据。
[ 20]
DNA 变异的分子标记。目前, 已开发了多种分子 标记 , 主要有: 限制性片段长度多态性( RFL P) 、 随 机扩增多态 DNA( RAPD) 、 扩增片段长度多态性 ( AFL P) 、 简单序列重复 ( SSR) 、 序列特异扩增区 域( SCAR) 、 单链构象多态性 ( SSCP ) 、 单核苷酸多 态性 ( SNP ) 和 数 量 可 变 串 联 重 复 ( VNT R) 等[ 1, 11] 。分子标记直接 以 DNA 形 式表现 , 不受 环境条件和发育阶段的影响, 标记的数目多、 多态 性高。有许多分子标记表现为共显性 , 能提供完 整的遗传信息。分子标记可用于分子图谱构建、 基因 定 位、DNA 指 纹 库 建 立 等。 Helent jaris ( 1986) 等用一次能够标记 200 多
个位点的 AF LP 技术, 分析不同杂种优势群间 13 个自交系的遗传差异 , 发现特殊遗传距离与特殊
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杂粮作物
第 21 卷
对人、 畜无害, 还有待进一步研究证实。另外, 广 泛种植的转基因 Bt 花粉能够杀死一种蝴蝶。这 种昆虫体表接触到 Bt 花粉之后, 就会逐渐死亡。 基因工程与环境关系方面的问题有待加强研究。 另一方面 , 基因工程还存在基因转化率低的问题。 目前 , 已获得的许多植物的转基因植株 , 实际上都 是进行了大量的重复实验而得到的几个转化体克 隆。玉米方面高频再 生受体系统中 的再生频率 低, 基因型依赖性强。组织培养水平也应随基因 工程技术发展而需进一步提高。基因工程与常规 育种的结合也应引起高度重视。我国在基因工程 技术应用方面, 由于财力所限和历史原因, 起步较 晚, 与国际先进水平相比 , 有明显的差距。 2 2 基因工程在玉米遗传育种中的应用展望 在饱和遗传图谱和分子标记的基础上, Prat t ( 1992) 等开展了抗病 基因分子标记 辅助选择工 作。尤其是 QT Ls 的分子标记基因定位, 使操作 单个 QT L 成为可能。育种者可从单个主基因或 单个 QT L 直接选择。在抗病基因和外壳蛋白基 因克隆方面 , 利用转座子标记法已得到克隆的玉 米抗圆斑病基因 H ml 、 玉米的抗锈病基因 RPI 、 玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因相继被克隆。转基 因玉米数量也是逐 年增多, 1998 年 转基因玉米 在全球种植面积为 830 万 hm 2 , 1999 年增至 1100 万 hm 2 。油分含量高、 加工品质好、 营养丰富, 是 将来玉米转基因的研究方向。因而转基因研究应 从单基因的转化向多基因转化方向发展。加强特 种玉米的转基因研究。我国要加强国际间合作, 充分利用我国的资源优势和现有成果 , 用不同的 分子标记来实现我们自己的研究目的。利用分子 标记, 建立我国玉米自交系和杂交种遗传脆弱性 监测机制及体系 , 通过研究遗传多样性 , 为玉米种 质资源收集、 保存和利用, 为亲本选择、 玉米类群 的划分和组建提供依据。同时加强基因工程在杂 种优势预测方面的研究。使基因工程更好地服务 于玉米遗传育种工作。 将基因工程与常规育种方法结合起来, 可以 准确地鉴定基因型。例如 , 可以先用常规方法把 多个抗性基因组装在一起 , 然后利用分子标记技 术快速、 准确地鉴定出多抗性基因型。应用基因 工程技术与常规育种方法紧密结合是玉米育种的 一个突破方向。而实现种间、 属间甚至动、 植物间 的基因流动是另一个突破方向。 目前, 发展起来的基因芯片技术解决了传统
[ 12]
用 100 多个 500~ 1 000 bp 的简单序
列克隆建立了第一张玉米 RFL P 分子标记遗传图 谱, 定位于 113 个位点。到 1995 年玉米遗传连锁 图已 经 定 位 了 1168 个 RFL P 标 记 [ 13] 。 根 据 DNA 分子标记、 可以准确定位玉米的各种质量性 状和数量性状基因 , 使育种者可更清楚地了解一 些重要性状的遗传基础 , 有助于根据基因间的互 作效应, 基因与标记间的遗传距离等, 决定选用哪 种育种方法, 配制多少组合及培育多大供选群体, 从而制定高效育种计划。 1991 年, Ott aviano[ 14] 、 Reit er [ 15] 和 Beavis[ 16] 分别应用 RFL P 技 术, 对控制玉米耐热性、 低磷 环境 胁迫和株高 3 个性状进 行了分子标记。到 1996 年 , 玉米的株高、 穗位高、 叶片数、 叶面积、 雄 穗分枝数、 吐丝期、 抗倒性、 抗旱性、 穗长、 穗粗、 穗 行数、 百粒重、 粒深、 单株粒重、 蛋白质含量、 淀粉 含量、 油脂含量等主要数量性状 , 都已进行了标 记。 在辅助选择及杂种优势分析方面, 近年来 , 许 多育种者 利用 DNA 分子 标记提 示的 遗传 多样 性, 计算自交系之间的遗传距离, 并以此预测杂种 优势。Ajmone( 1998)
等基因工程技术被广泛应用于玉米自交
1 基因工程在玉米遗传育种中的应用现 状
1 1 基因工程的进展及应用概况 20 世纪 80 年代 初, Bot est in 等[ 1] 首次 使用
系的遗传多样性分析 , 玉米优势群划分 , 玉米雄性 不育系的研究 , 玉米品质改良 , 玉米病虫害抗性等 方面。 1 2 基因转化技术在玉米遗传育种中的应用 玉米转基因技术应用领域十分广泛, 主要应 用在抗除草剂玉米、 特种玉米等方面。抗虫转基 因玉米主要应用的是苏云金杆菌分离苏云金杆菌 杀虫结晶蛋白基因 ( 简称 Bt 基因) 和从植物中分 离出的昆虫蛋白酶抑制基因 ( 广泛应用的是豆胰 蛋白酶抑制剂基因 Cp T l 及植物凝集素基因等。 目前所发 现的 Bt 基因 , 可 以毒 杀鳞翅 目、 双翅 目、 鞘翅目的昆虫。 Cp T l 对于许多给农业生产 造成重大经济损失的害虫都具有抗性 , 其中包括 玉米螟、 鞘翅目的玉米根叶甲、 杂拟谷盗、 直翅目 的蝗虫等。将抗除草剂耐性引入玉米是增加除草 剂选择及安全性的一种新途径, BASF 公司开发 的抗除草剂玉米对于稀禾定具有高度耐受性, 使 其可以在玉米发芽后喷施 , 防止所有的禾本科杂 草。美国得克萨斯大学试验站的 Prodi Gene 公司
杂 粮 作 物 R ain F ed Crops
2001, 21( 6) : 4~ 7
文章编号 : 1003- 4803( 2001) 06- 0004- 03
玉米遗传育种中基因工程的应用现状与展望*
向春阳 , 田秀平
( 黑龙江八一农垦大学 植物科技学院 , 黑龙江 密山 158308)
摘要 : 综述了近年来基因工程在玉米遗传育种研究中的应用现状和潜力。 展望了基因工程在 玉米遗传育种研究中的广阔前景。 指出了存在的问题及其发展趋势。 关键词: 玉米; 遗传育种; 基因工程 ; 现状与展望 中图分类号 : S513 035 3- 03 文献标识码: A 绩。在玉米遗传育种中常用的基因工程技术主要 有分子标记、 DNA 重组技 术 ( 也称转 基因技术 ) 等。转基因技术方法主要有农杆菌、 基因枪、 P EG 介导等方法, 到目前为止 , 在玉米基因工程中应用 最多 , 效果最好的转基因方法就是基因枪法。分 子标记 自 1980 年以来发展 迅速。多 种 DNA 分 子标记技术的应用 , 解决了许多玉米遗传育种工 程技术上的难题。转基因技术[ 2~ 4] 、 分子标记技 术[ 5~