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用

　　育種工作者都希望培育出性狀優(yōu)良的品種，而實(shí)現這一目標的關(guān)鍵是得到目的基因和對高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)等目標性狀的選擇。過(guò)去人們多借用形態(tài)學(xué)和同工酶等遺傳標記來(lái)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(cháng)的時(shí)間。近年來(lái)，基因工程在玉米遺傳育種中取得了巨大進(jìn)展�；�因工程彌補了玉米遺傳資源的不足．并解決了過(guò)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狀

　　1．1基因工程的進(jìn)展及應用概況

　　20世紀80年代初，RFLP作為遺傳標記構建人類(lèi)遺傳連鎖圖首次使用，隨后各種分子標記技術(shù)發(fā)展迅速．并在動(dòng)、植物遺傳的研究中得以廣泛應用。1983年第一個(gè)轉基因植物問(wèn)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(gè)，獲得轉基因植物近200種，有的已進(jìn)入或正在進(jìn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)階段，植物基因工程對高科技農業(yè)發(fā)展的重要性舉世矚目�；�因工程集現代新技術(shù)為一體，如DNA重組技術(shù)、分子雜交技術(shù)、細胞培養技術(shù)、基因轉化技術(shù)和基因表達調控技術(shù)等，使育種途徑進(jìn)入了一個(gè)高新技術(shù)時(shí)代。1988年以前，玉米組織培養只能用愈傷組織再生植株，原生質(zhì)體再分化植株沒(méi)有成功。直到1993年，玉米基因工程研究才取得了一系列成績(jì)。在玉米遺傳育種中常用的基因工程技術(shù)主要有分子標記、DNA重組技術(shù)(也稱(chēng)轉基因技術(shù))等。轉基因技術(shù)方法主要有農桿菌、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(lái)發(fā)展迅速。多種DNA分子標記技術(shù)的應用，解決了許多玉米遺傳育種工程技術(shù)上的難題。轉基因技術(shù)、分子標記技術(shù)等基因工程技術(shù)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(zhì)改良，玉米病蟲(chóng)害抗性等方面。

　　1．2基因轉化技術(shù)在玉米遺傳育種中的應用

　　玉米轉基因技術(shù)應用領(lǐng)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(chóng)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(chóng)結晶蛋白基因(簡(jiǎn)稱(chēng)Bt基因)和從植物中分離出的昆蟲(chóng)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)現的Bt基因．可以毒殺鱗翅目、雙翅目、鞘翅目的昆蟲(chóng)。CpTL對于許多給農業(yè)生產(chǎn)造成重大經(jīng)濟損失的害蟲(chóng)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(chóng)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(kāi)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(chǎng)�？箖龅鞍�(AFP)是具有降低冰點(diǎn)和減少冰晶生長(cháng)速度的蛋白質(zhì)．通過(guò)電激法人工合成的黃蓋鰈AFP基因被導入玉米原生質(zhì)中并獲得了表達。近年來(lái)．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(chóng)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(chóng)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段構建高密度的遺傳連鎖圖譜。這種圖譜可以用來(lái)克隆目標基因�？傊�，隨著(zhù)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抗病育種中發(fā)揮愈來(lái)愈重要的作用。隨著(zhù)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(lái)改良品種。此外，DNA分子標記技術(shù)，還用來(lái)進(jìn)行種性和種子質(zhì)量鑒定，這也為品種知識產(chǎn)權保護和種子質(zhì)量監測提供了可靠依據。

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