内容发布更新时间 : 2024/12/26 11:02:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
已有很多报道，但在玉米育种中的报道较少。研究表明，应用标记辅助选择方法在回交育种中转移QTL的有利等位基因是可行的，即对数量性状的改良也是有效的。因此，未来的玉米育种中可以从直接进行带目标基因的自交系的选育、构建近等基因系及进行有利基因聚合三方面开展MAS。
3)利用分子标记建立植物品种的指纹图谱，通过指纹图谱可以精确地把遗传差异很小的植株区别开来，在植物新品种保护领域特别有应用价值。而且建立常用自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库，可以对植物基因型做出明确的鉴定，特别是对那些没有准确系谱记载的育种材料进行遗传分类，并估算这些材料之间的遗传距离。
4)利用分子标记探寻优良基因资源。通过分子标记，能够准确鉴定种质资源中的优异农艺性状基因的多样性，特别是能够从农艺性状不良的野生种中，鉴定出其中蕴藏着的优良农艺性状基因，这将发掘出大量的未被利用的优良农艺性状的基因，大大拓宽育种的种质基础。
分子标记技术不久的将来必将成为常规育种技术中一个重要组成部分，但目前分子标记还需要在以下几方面不断完善：一、构建玉米分子遗传饱和图谱；二、探索基因型与表现型之间的关系，进行更多重要农艺性状基因的精细定位；三、探索分子标记与常规育种的有效结合途径；四、探索自动化程度高，价格低廉的新分子标记。
五、分子标记技术在玉米育种中的应用前景
由于DNA分子标记有着明显的优越性，它可以用于遗传分析的多个方面，因此得以迅速的传播开来。在玉米遗传育种中，DNA分子标记技术主要局限于基础研究领域，还没有与育种实践真正结合起来。DNA分子标记在玉米遗传育种中的应用还有一定的局限性，主要包括以下几个方面：检测结果的偏差；QTL的精确定位还有一定难度；分子标记与表型之间的关系有待进一步研究；费用昂贵，实验要求技术比较全面。尽管目前DNA分子标记技术仍存在其局限性，但随着分子生物学的发展，分子标记技术必将会逐步完善，或出现新的分子标记技术，而成为生命科学的一种简便、快捷、高效的分析手段。在玉米遗传育种中，如果将分子标记同常规育种相结合，DNA分子标记技术将有更加广阔的应用前景。
五．以一种作物为例，简述基因工程育种现状（20分）06789年考过P258
现状：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。
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成功，
直到1993年玉米基因工程研究才取得了一系列成绩。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)等。转基因技术方法主要有农杆菌介导法、基因枪法、PEG介导、子房注射法、花粉管通道等方法。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、分子标记技术等基因工程技术被广泛应用于玉米自交系的遗传多样性分析、优势群划分、雄性不育系的研究、品质改良、病虫害抗性等方面。
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CpT)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。昆虫蛋白酶抑制基因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、直翅目的蝗虫等。将抗除草剂耐性引人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。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。
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DNA变异的分子标记。目前，已开发的分子标记主要有：RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SCAR、SNP等。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。Heienqaris(1986)等用100多个500～1000bp的简单序列克隆建立了第一张玉米RFLP分子标记遗传图谱，定位了113个位点，到1995年玉米遗传连锁图已经定位了1168个RFLP标记。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。利用分子标记，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。
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，Pratt(1992)等开展了抗病基因分子标记辅助选择工作。尤其是QTLs的分子标记基因定位，使操作单个QTL成为可能。育种者可从单个主基因或单个QTL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Hml、玉米的抗锈病基因RPI、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因。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830万公顷，1999年增至1100万公顷。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。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。目前，发展起来的基因芯片技术解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目标分子数量少、成本高、效率低等不足，已被广泛应用于基因表达研究、发现新基因等领域，将来有望在玉米基因工程育种上发挥其重要作用。
玉米转基因技术主要有：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直接导入转化技术及通过花粉管通道、子房注射的转化技术。
目前玉米的基因工程研究大多集中在以下几个方面：一、培育抗病虫的转基因玉米。抗虫转基因玉米主要应用的是苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因(简称Bt基因)和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C声 )及植物凝集素基因等。二、培育抗除草剂的转基因玉米。将抗除草剂基因引入玉米是增加除草剂选择及安全性的一种新途径。三、培育抗旱、抗寒等抗逆性转基因玉米。四、培育高淀粉、高蛋白、高氨基酸等优良品质玉米。
基因工程在玉米遗传育种研究中的应用，主要是将外源基因导入受体系统，使其整合在受体基因组DNA上，并得以表达。通过这种手段使植株体内基因的数目和种类日益增加，
同时，培育的玉米种质资源也会越来越丰富，即我们从分子水平上对玉米进行改良和创新。在抗病基因和外壳蛋白基因克隆方面，已得到克隆的玉米抗圆斑病基因Hm1、玉米的抗锈病基因RPI、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因。通过目的基因的插入及表达已得到一批优良的玉米种质，在玉米育种和生产上发挥着重要的作用。基因工程的应用弥补了玉米遗传资源的不足，并解决了过去不能解决的许多难题。
综上所述，基因工程技术在玉米遗传育种上的应用越来越广泛，而且日益深入。结合我国实际情况，应考虑以下几个方面：1．由于玉米的分子标记图谱已经相当饱和，涉及到的标记类型包括RFLP、RAPD、AFLP和SSR，以及目前还在发展的新的标记类型如单核苷酸多态性(SNP)，我们可以充分利用已获得的成果而不必从头开始，可以利用不同的分子标记结合实际情况来达到我们自己的研究目的。2．对我国的玉米自交系、杂交种及农家品种的遗传多样性研究还不够全面、细致、深入，有必要利用分子标记方法进行研究。这不仅可以建立我国玉米自交系和杂交种遗传脆弱性的监测机制和体系，还可通过遗传多样性的研究为玉米种质资源的搜集、保存和利用提供可靠的依据。3．选择重要性状如品质性状、病虫害抗性等进行基因定位作图，并对重要性状基因克隆进行分子生物学研究，积极应用分子标记辅助技术加强种质创新，提高育种效率。4．要真正使玉米转基因技术走向实用化，就必须提高受体的转化频率，这是影响玉米转基因技术应用的主要问题。目前，转基因研究还主要集中在单基因转化方面，随着转基因技术的不断发展，数量性状基因的转化也会实现质的突破。另一方面，应当密切注意转基因玉米的安全性及其对环境的影响，一定要做到趋利避害。
六．以一种作物为例，评述抗病育种现状（20分）
我国玉米抗病育种进展：玉米在16世纪传入中国，20世纪发展为仅次于水稻和小麦的第三大作物，在我国国民经济中占有重要位置。长期以来玉米病害一直是影响我国玉米高产稳产的主要限制因素之一。玉米病害种类多、分布广、危害重。每年因各种病害造成的玉米产量损失约占总产量的10％左右，并且严重地降低了玉米产品的质量。因此，提高玉米的抗病性已经成为玉米育种的永恒目标，选育抗病虫的杂交种，对于保证玉米高产、稳产具有十分重要的意义。
对参加2002～2004年全国区试的普通玉米品种进行抗病性统计，对主要病害的综合抗性水平达到%，表明我国目前新育成普通玉米品种的整体抗性水平是较高的。对参加2002～2004年全国区试的鲜食玉米品种进行抗病性统计，对主要病害的综合抗性水平为%，表明我国目前新育成的鲜食玉米品种抗性水平还较低，有待于进一步提高。虽然我国玉米的抗