2010年高考生物必備熱點：遺傳育種

　　2010年高考生物熱點：遺傳育種

　　一、背景材料

　�。ㄒ唬�、淺談基因工程在玉米遺傳育種中的應用

　　育種工作者都希望培育出性狀優(yōu)良的品種，而實現(xiàn)這一目標的關鍵是得到目的基因和對高產(chǎn)、優(yōu)質、抗病蟲等目標性狀的選擇。過去人們多借用形態(tài)學和同工酶等遺傳標記來輔助育種，并已在玉米育種中獲得了成功。但由于受環(huán)境等因素影響，這些方法要求經(jīng)驗豐富的育種者花費較長的時間。近年來，基因工程在玉米遺傳育種中取得了巨大進展�；�因工程彌補了玉米遺傳資源的不足．并解決了過去不能解決的難題。

　　1基因工程在玉米遺傳育種中的應用現(xiàn)狀

　　1．1基因工程的進展及應用概況

　　20世紀80年代初，RFLP作為遺傳標記構建人類遺傳連鎖圖首次使用，隨后各種分子標記技術發(fā)展迅速．并在動、植物遺傳的研究中得以廣泛應用。1983年第一個轉基因植物問世，隨后基因工程發(fā)展日新月異。迄今為止．全世界已分離目的基因100多個，獲得轉基因植物近200種，有的已進入或正在進入商業(yè)開發(fā)階段，植物基因工程對高科技農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要性舉世矚目�；�因工程集現(xiàn)代新技術為一體，如DNA重組技術、分子雜交技術、細胞培養(yǎng)技術、基因轉化技術和基因表達調控技術等，使育種途徑進入了一個高新技術時代。1988年以前，玉米組織培養(yǎng)只能用愈傷組織再生植株，原生質體再分化植株沒有成功。直到1993年，玉米基因工程研究才取得了一系列成績。在玉米遺傳育種中常用的基因工程技術主要有分子標記、DNA重組技術(也稱轉基因技術)等。轉基因技術方法主要有農(nóng)桿菌、基因槍、PEG介導等方法，到目前為止，在玉米基因工程中應用最多，效果最好的轉基因方法就是基因槍法。分子標記自1980年以來發(fā)展迅速。多種DNA分子標記技術的應用，解決了許多玉米遺傳育種工程技術上的難題。轉基因技術、分子標記技術等基因工程技術被廣泛應用于玉米自交系的遺傳多樣性分析，玉米優(yōu)勢群劃分，玉米雄性不育系的研究．玉米品質改良，玉米病蟲害抗性等方面。

　　1．2基因轉化技術在玉米遺傳育種中的應用

　　玉米轉基因技術應用領域十分廣泛，主要應用在抗除草劑玉米、特種玉米等方面�？瓜x轉基因玉米主要應用的是蘇云金桿菌分離蘇云金桿菌殺蟲結晶蛋白基因(簡稱Bt基因)和從植物中分離出的昆蟲蛋白酶抑制基因(廣泛應用的是豆胰蛋白酶抑制劑基因CpTL及植物凝集素基因等。目前所發(fā)現(xiàn)的Bt基因．可以毒殺鱗翅目、雙翅目、鞘翅目的昆蟲。CpTL對于許多給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大經(jīng)濟損失的害蟲都具有抗性，其中包括玉米螟、鞘翅目的玉米根葉甲、雜擬谷盜、直翅目的蝗蟲等。將抗除草劑耐性引入玉米是增加除草劑選擇及安全性的一種新途徑，BASF公司開發(fā)的抗除草劑玉米對于稀禾定具有高度耐受性，使其可以在玉米發(fā)芽后噴施，防止所有的禾本科雜草。美國得克薩斯大學試驗站的ProdiGene公司把遺傳工程玉米天然產(chǎn)生的特別蛋白推向市場。抗凍蛋白(AFP)是具有降低冰點和減少冰晶生長速度的蛋白質．通過電激法人工合成的黃蓋鰈AFP基因被導入玉米原生質中并獲得了表達。近年來．轉基因玉米層出不窮。1998年，轉基因玉米占全球轉基因作物面積的30％．僅次于轉基因大豆．主要是抗蟲玉米和耐除草劑玉米。

　　Mcumullen(1995)等報道抗玉米矮花葉病毒基因mdml被定位于6號染色體短臂上。大量研究表明。玉米抗病蟲基因在染色體上聚群存在，這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體區(qū)段構建高密度的遺傳連鎖圖譜。這種圖譜可以用來克隆目標基因�？傊�，隨著大量抗病基因分子標記的不斷發(fā)掘及精確定位，標記輔助選擇必將在常規(guī)抗病育種中發(fā)揮愈來愈重要的作用。隨著分子生物學的發(fā)展，一大部分控制重要性狀的基因相繼被定位到飽和的分子標記圖譜上．可利用圖譜分離和克隆這些基因，最終用基因工程手段來改良品種。此外，DNA分子標記技術，還用來進行種性和種子質量鑒定，這也為品種知識產(chǎn)權保護和種子質量監(jiān)測提供了可靠依據(jù)。

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