我国农业生物技术研究的发展方向


  (一) 应用生物技术深人开展种质资源的开发、利用研究
  作物品种改良的进程主要取决于种质资源的开发、利用程度。多年来,我国育种工作者都感到“巧妇难为无米之炊”。由于缺乏优异的育种材料,造成育成品种遗传基础日趋狭窄,已经成为限制品种改良产生突破性发展的重要因素。实际上,目前我国已收集保存各类种质资源达33.56万份,居世界第三位。应该说我们拥有的种质资源并不少,关键是由于财力、物力及研究手段等因素的限制,长期以来缺乏对拥有种质资源进行深入的鉴定、评价研究,使其没有得到充分利用。因此,加强种质资源的利用研究,是保证今后我国粮食生产再上新台阶的关键。利用分子标记技术可以快速、精确地鉴定出种质资源中携带的各种优异基因,为在分子及基因水平上进行种质资源的鉴定、评价研究提供了可能。可为育种者提供多样化的育种亲本,以及为合理利用种质资源提供理论依据。
  今后重点要解决的关键技术:①确立高效、准确、经济、简便的基因检测系统,包括基因鉴定、标记及作图技术;②广泛挖掘、鉴定、利用与作物高产、优质、抗病虫、抗逆性有关的新基因及进行基因的标记与定位。
  (二) 加强生物技术研究,优化育种程序
  1. 加强分子标记育种研究。利用分子标记进行育种材料选择,又称为分子标记育种。它可以不受环境和季节的影响,是提高选择效率,加速育种进程的重要措施。此外,农作物生长常常同时受到多种生物胁迫(病、虫害等)及非生物胁迫(干旱、高温、低温、风等)的危害。因此,利用分子标记育种还有助于将多种抗性基因组装起来,选育出多抗品种,对实现稳产具有重要意义。
  开展分子标记育种的前提是①具有与目标基因紧密连锁的分子标记;②分子标记技术要简单、快速、经济。近年来,世界各国都十分重视分子标记育种的研究,投入了大量的人力、物力和财力,大大促进了分子标记开发、利用研究的进程。目前,水稻的基因图谱基本达到“饱和”,小麦、王米的基因图谱也已接近“饱和”。主要粮食作物的一批重要基因已被标记,如水稻的品质基因、抗稻瘟病基因、抗白叶枯病基因,小麦中已有40多个基因被标记,包括抗病、虫、耐盐等基因,为开展分子标记育种提供了条件。同时,随着相关技术的改进,分子标记技术也得到一定程度的简化,一些操作环节基本上可以实现自动化、半自动化。预测在ZI世纪初期,分子标记将成为常规育种技术纳入育种计划。
利用分子标记技术,重点应开展以下几方面研究:
  (1)主要粮食作物高产基因(如多粒、大粒、大穗)及优质基因的定位,并利用分子标记创造 高产、优质品种或杂交组合。
  (2)筛选抗逆(抗旱、抗寒、抗盐)基因分子标记。
  (3)筛选抗病、虫基因(如小麦赤霉病、黄矮病、白粉病,水稻的稻瘟病、白叶枯,玉米青枯病等)分子标记。
  (4)利用分子标记将各种抗病、抗逆基因组装到高产、优质品种背景中,创造出高产、优质。多抗品种,并建立相应的分子标记育种体系。
  2. 加强细胞工程育种研究
  我国在花培育种研究领域居世界领先地位,先后育成一批小麦、水稻、玉米新品种或新组合。并确立了远缘杂交结合幼胚、幼穗培养、分子标记辅助选择进行外源基因引渗的技术路线。今后,细胞工程将更加广泛地应用于育种及种质创新。进一步完善细胞工程育种程序,需要解决的关键技术:①优化花培技术,提高绿茵诱导频率。②完善染色体加倍技术。③弄清无性系变异机理。
  此外,还应在细胞及染色体水平上深入开展高产、优质、抗病虫、抗逆(抗旱、抗寒等)性状基因的遗传基础研究,阐明基因的遗传特性,为育种提供理论依据。
  3. 加强基因工程育种研究
  转基因技术的出现,大大提高了遗传操作的能力,使育种逐渐发展成为可控制的定向育种,基因工程育种在诸多种植物获得成功,展示了广阔的应用前景。但是,目前基因工程育种体系尚没有完全成熟,需要加强以下关键技术的研究:
  (1)完善基因克隆技术,并对重要农艺性状的基因进行克隆。同时在基因水平上揭示基因的结构、表达及功能特征,探索高产。优质、抗病虫、抗逆性的分子机制。进一步充实遗传育种的基础理论。
  (2)建立高效的基因表达系统。
  (3)确立简便、有效的基因转移与检测技术。
  (4)完善转基因植物安全性检测系统。
  此外,开展生物技术研究还应处理好与常规育种之间的关系。无论什么时候,常规育种都不能被取代,它是育种工作的基础。生物技术是常规育种方法的延伸和补充,两者是互补互辅的,传统的育种方法与生物技术相结合,代表了作物育种科学发展的方向。广泛应用生物技术,逐渐克服常规育种的缺陷,促进传统育种方式向现代育种方式的转变,是解决今后我国粮食问题的重要措施。
    [资料来源:中国农村科技中青年优秀人才论农业技术革命与中国农业现代化/王晓方,申茂向. -北京:科学技术文献出版社

 

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