2010年高考生物必備熱點(diǎn)：遺傳育種

　　2010年高考生物熱點(diǎn)：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(yīng)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(biāo)的關(guān)鍵是得到目的基因和對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲等目標(biāo)性狀的選擇。過去人們多借用形態(tài)學(xué)和同工酶等遺傳標(biāo)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(fèi)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(jìn)展�；�因工程彌補(bǔ)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(yīng)用現(xiàn)狀

　　1．1基因工程的進(jìn)展及應(yīng)用概況

　　20世紀(jì)80年代初，RFLP作為遺傳標(biāo)記構(gòu)建人類遺傳連鎖圖首次使用，隨后各種分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展迅速．并在動、植物遺傳的研究中得以廣泛應(yīng)用。1983年第一個轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因植物近200種，有的已進(jìn)入或正在進(jìn)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(shù)為一體，如DNA重組技術(shù)、分子雜交技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、基因轉(zhuǎn)化技術(shù)和基因表達(dá)調(diào)控技術(shù)等，使育種途徑進(jìn)入了一個高新技術(shù)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(zhì)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(shù)主要有分子標(biāo)記、DNA重組技術(shù)(也稱轉(zhuǎn)基因技術(shù))等。轉(zhuǎn)基因技術(shù)方法主要有農(nóng)桿菌、基因槍、PEG介導(dǎo)等方法，到目前為止，在玉米基因工程中應(yīng)用最多，效果最好的轉(zhuǎn)基因方法就是基因槍法。分子標(biāo)記自1980年以來發(fā)展迅速。多種DNA分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用，解決了許多玉米遺傳育種工程技術(shù)上的難題。轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子標(biāo)記技術(shù)等基因工程技術(shù)被廣泛應(yīng)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(zhì)改良，玉米病蟲害抗性等方面。

　　1．2基因轉(zhuǎn)化技術(shù)在玉米遺傳育種中的應(yīng)用

　　玉米轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用在抗除草劑玉米、特種玉米等方面。抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米主要應(yīng)用的是蘇云金桿菌分離蘇云金桿菌殺蟲結(jié)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(yīng)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(jì)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(xué)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�？箖龅鞍�(AFP)是具有降低冰點(diǎn)和減少冰晶生長速度的蛋白質(zhì)．通過電激法人工合成的黃蓋鰈AFP基因被導(dǎo)入玉米原生質(zhì)中并獲得了表達(dá)。近年來．轉(zhuǎn)基因玉米層出不窮。1998年，轉(zhuǎn)基因玉米占全球轉(zhuǎn)基因作物面積的30％．僅次于轉(zhuǎn)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(gòu)建高密度的遺傳連鎖圖譜。這種圖譜可以用來克隆目標(biāo)基因。總之，隨著大量抗病基因分子標(biāo)記的不斷發(fā)掘及精確定位，標(biāo)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(xué)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(biāo)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(biāo)記技術(shù)，還用來進(jìn)行種性和種子質(zhì)量鑒定，這也為品種知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和種子質(zhì)量監(jiān)測提供了可靠依據(jù)。

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