对小麦育种技术的进展研究

对小麦育种技术的进展研究

刘彦枝

山东省宁津县保店镇人民政府，  山东  宁津   253400

摘要：在许多经济作物中，玉米是全球栽培面积最高、产量最大的之一，在缓解人们食物需求短缺方面有着很大意义。文章重点研究了常规选育、诱变性选育、单倍体选育、远缘杂交育种，以及分子设计与选育等关键技术在小麦遗传改良中的应用发展，并期待为有关问题研究提出有益参考。

关键词：小麦育种;遗传改良;技术应用

一、常规育种

所谓的常规选育，是指从种内品种杂交选择纯种品种的过程，是目前世界范围内应用最多，也是见效最好的一种育种方式。常规育种这一方式，所面对的性状改良人群是相当多的，变异区域也相当广泛，对作物品种创新有着较为突出的贡献。但同时我们需要注意到，因为它是种内品种杂交，多数情况下是在普通小麦基因间进行基因重组，进而得到新的品种，所以经常需要不断引入新的外来基因才能满足新品种的育成要求，这在一定程度上使生产变得越来越复杂。另外，抗性基因与病菌生理小种变化也存在一定冲突，会使基因丧失掉已形成的抗性。

二、人工诱变育种

植物基因突变在自然界中时有发生，但相比人工诱变，自然突变的频率还是比较低的。所谓自然突变，是指事物受到自然环境变化影响，或者其自身的遗传结构本身不太稳定而发生的基因突变。人工诱变研究的主要创意便来自于自然突变，当将特定的目标植株放在高仿真环境下时，它的基因突变率就会明显提高，使得具有明显目的的定向创造和筛选基因突变成为了可能。在小麦诱变选育过程中，我们一般都选择了三个方法，来在短期内得到最有使用价值的突变种，以便于进一步提高育种效果与质量，即物理诱变、化学诱变、生物诱变选育。

(一)物理诱变育种

在进行物理诱变实验时，主要应用的诱变剂有x辐射、γ辐射、β辐射，另外还有中子，但相对β辐射与中子，x辐射和γ辐射应用的相对较多。其基本原理为，利用以上三种辐射的高能量特点和强贯穿力特性，对被试作物分子的内部电子加以活化处理，已使它的共价键形成断裂，从而改变原有染色体结构。使用中子作诱变剂则有所不同，由于它本身不带电，所以若想完成对被试作物染色体的改变，我们需要把注意力放在其与被试作物原子核的撞击行为上，因为这个过程可以使原子核变换产生γ射线等能力交换，进而引发变异。

(二)化学诱变育种

当前应用较多的另一类生化诱变剂为甲基磺酸乙酯，从化学诱变效应上来看是比较良好的。而利用以上这些进行化学诱变育种的主要原理在于，它可以通过与单核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等小分子直接进行化学相互作用，进而实现基因突变。最具说服力的一个试验结果是，通过在含百分之零点五对甲基磺酸乙酯的乙醇溶剂中(浓度不超过百分之七)浸渍一千五百颗最合适的小麦种子cv.Kanto107种子约四个小时，来创建糯质麦子胚乳突变体，并通过碘和碘化钾稀溶液胚乳染色体技术，从4000粒M2的小麦种子中，找到了二粒糯质麦子变种人，从而在下一代中稳定了基因。

(三)生物诱变育种

生物诱变科技是指一类通过在离体饲养环境下形成体细胞无性系变异，从而得到具有使用价值的生物突变体的诱变科技。鉴于转基因技术和离体组织培养方法在当前运用的情况相当普遍，并且已经成为了现代生物科研的常规方式因而得到应用，使得该种突变类型在研究诱发突变体的重要地位中变得更加关键。

三、单倍体育种

单倍体是指对拥有配子染色体数的个人，通过使用小麦种子单倍体诱发技术形成，或通过加倍得到与整个基因组同质的纯合二倍体纯系，是迅速育成小麦作物优良新品种并形成特定遗传种群的重要途径。在当前科学研究中，被认为可以用于形成小麦种子单倍体的方式大致有三中：花药培养法、球茎大麦法、玉米杂交培育法。特别值得一提的是，随着小麦作物品种京花一号和小麦种子单倍体花粉植株的问世，标志着中国小麦遗传科研和选育水平已在全球范围内名列前。而一般的选育则必须通过以下三个主要操作步骤，一是通过诱发方式形成的单倍体材料;二是对单倍体材料的绿苗分离;三是将染色体组型加倍，三种过程必须全面顺利进行完成，纯合的新株系材料才会形成。但必须说明的是，在整个单倍体选育过程中，受技术局限性因素，大部分可供进行选用的基因型都将会丧失;此外，基因型在一定程度上还可以影响到对单倍体材料的诱导效率，这君为进行选育工作所造成的最大障碍。

四、远缘杂交育种

远缘杂交，是指"血缘"关系不强、各个种、亚种相互之间的杂交，而形成的后代就叫做远缘杂交。在麦子属中的其他种类、其他属和更远的种属中都包含了很多在一般麦子中不具有的而为育种快速健康发展所必须的重要特性基因组，由于利用远缘杂交、同源染色体操作和基因工程技术，可以把这种基因组整合到一般麦子中，并以此充实了麦子的遗传性基本，为麦子选育创造了许多种质资源。

张荣琦等人的试验中，将八倍体小偃麦和一般麦子进行了杂交、回交试验，把小偃麦草的优良遗传引进了一般麦子中，并创建了异附加系和异代族系新种质，选育出了生产高、质量优、稳产性好、抗病强、可以影响群众广的新麦品种。

五、分子设计育种

分子设计育种技术是指，把传统分子生物学的技术方法和品种改良理论相结合，所发展出来的一种新技术。最初是由荷兰生物学家Peleman和Van Der Voort在二零零三年所发明，并且他们还申报登记注册了"Breeding by design"的品牌商标，而按照他们的看法，分子设计育种技术的理论就是通过对在作物品种中控制目标特性的QTLs微商店的进行定位和解析，包括其不同基因组座的同位突变所对表型形成的影响效应值。由于基因组都处在同一染色体上，相邻染色体上的基因组之间具有连锁交互现象，而且基因组表现上还会受其他环境调节因子的影响，因此各种基因组间的交互影响也普遍存在，所以，粮食作物分子设计育种实验必须以生物生化、生物统计学和作物遗传为基础学科，针对粮食作物的具体育种基本目标和生长发育环境，首先设计最佳方法，而后再进行粮食作物选育实验。

六、结束语

小麦产量的高低与品质的优劣离不开应用技术对小麦进行遗传改良。受各种生态与非生物的胁迫等不利因素，通过运用各种新方法对小麦遗传性状加以改善，以达到提高质量和改进产品质量的目的，并且提高了对病虫害的抵抗力，是小麦育种发展的主要方向。当前相关研究成果还是比较好喜人的，但着眼于更长远目标，我们还需要在技术层面多做文章，以满足人们应用需求。

参考文献：

[1]付聪.小麦杂交育种技术研究进展[J].粮食科技与经济，2021(06)

[2]鄂伶.小麦诱发突变技术育种进展探究[J].农技服务，2020(14)

[3]刘宏伟.矮败小麦育种技术研究进展[J].中国农业科技导报，2021，(01)