越剛 趙靜紅 趙海濤 彭輝

[中圖分類號(hào)] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 （2014）11-0102-01

隨著雜交水稻的面世，雜交技術(shù)漸漸為人們所知并且廣泛應(yīng)用于其他農(nóng)作物以及畜牧業(yè)中。近年來(lái)玉米作物的發(fā)展迅速，很大程度上緩解了我國(guó)的糧食問(wèn)題。但隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)量以及口味都有了更高的要求。紫糯玉米就在這樣的大背景下應(yīng)運(yùn)而生，成為農(nóng)作物市場(chǎng)上的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。

一、玉米籽粒色素分布與遺傳

大量生物研究數(shù)據(jù)表明，玉米籽粒的色素分布較廣，不單單集中在一個(gè)部分，而是主要分散在果皮、糊粉層以及胚乳淀粉三個(gè)部分。

果皮的顏色種類多樣，從生物遺傳角度來(lái)說(shuō)，通常不止一對(duì)遺傳基因來(lái)控制，果皮顏色最常見(jiàn)的是有兩對(duì)遺傳因子控制基因決定色澤這一性狀的表達(dá)。而從果皮色澤性狀的歸屬劃分為母本基因型而非父本基因型。

分布在糊粉層的玉米粒色素顏色比起果皮顏色來(lái)說(shuō)更為多樣，不少學(xué)者認(rèn)為這部分色素在遺傳過(guò)程中不是由簡(jiǎn)單的單基因控制性狀而是由復(fù)雜的多基因控制性狀表達(dá)，當(dāng)然此說(shuō)法尚未得到科學(xué)證明，因此仍然具有爭(zhēng)議。從生物遺傳基因方面分析玉米籽粒顏色的遺傳問(wèn)題可以得出一個(gè)顯而易見(jiàn)的結(jié)論，即白糯米在育種過(guò)程中很難受到籽粒顏色的干擾而造成雜色玉米籽粒的出現(xiàn)。因此，在進(jìn)行紫糯玉米的培育研究過(guò)程中，對(duì)顏色性狀的基因控制配合是一項(xiàng)重點(diǎn)也是難點(diǎn)工作。

上個(gè)世紀(jì)四十年代初，生物學(xué)家在進(jìn)行遺傳研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，紫玉米籽粒顏色受到外界不穩(wěn)定因素的影響會(huì)造成部分花斑紋的變異。而這種變異的主要表現(xiàn)在糊粉層的顏色上，糊粉層在受到外界不穩(wěn)定因素干擾以后，玉米籽粒表現(xiàn)出的紫色性狀會(huì)消失，而在一段時(shí)間后紫色性狀又會(huì)恢復(fù)。并且，在進(jìn)行玉米雜交之后產(chǎn)生的后代也常常發(fā)生此類不穩(wěn)定的顏色變異。生物學(xué)家進(jìn)行大量的細(xì)胞學(xué)觀察研究后發(fā)現(xiàn)此變異突變是與染色體的斷裂有關(guān)，造成基因跳躍因此性狀突變。將此特性結(jié)合在紫糯玉米的研究中，能夠進(jìn)一步研究紫糯玉米的性狀以便順利展開(kāi)其培育工作。

二、紫糯玉米的育種途徑

1.紫糯玉米育種閾值

將閾值引用至生物中，其特指系統(tǒng)或個(gè)體針對(duì)某一反應(yīng)的最低刺激強(qiáng)度。將其引用值生物育種過(guò)程中，可以將其視為生物優(yōu)勝劣汰過(guò)程中，某一性狀被淘汰或是被選中而大量出現(xiàn)的一種臨界條件。研究過(guò)程中常常將此類被選中淘汰的性狀稱之為閾淘汰性狀。針對(duì)紫糯玉米的育種研究而言，判定其閾值，選中其閾淘汰性狀尤為重要。即要選出社會(huì)發(fā)展過(guò)程中最符合社會(huì)成員現(xiàn)實(shí)需求的生物性狀，將不同品種的有益性狀結(jié)合于同一生物品種中，大量生產(chǎn)引入市場(chǎng)，造福社會(huì)群眾。因此，紫糯玉米育種研究中，確定其閾值是至關(guān)重要的步驟之一。

2.紫糯玉米育種方法

隨著現(xiàn)代生物科技的不斷發(fā)展，對(duì)紫糯玉米的育種方法已經(jīng)發(fā)展出了多種多樣的技術(shù)手段。而當(dāng)前生物農(nóng)業(yè)上最常使用的育種方法主要是使用回交與二環(huán)系育種方法。糯玉米的性狀表達(dá)為隱形，紫玉米的性狀表達(dá)為顯性，回交與二環(huán)系育種方法在雜交方法中又稱為側(cè)交，即使用顯性雜合子與隱形純合子進(jìn)行雜交，因此，紫玉米必須選用雜合子與糯玉米進(jìn)行雜交育種。下面將紫糯玉米的雜交育種方法，及回交與二環(huán)系育種方法以圖表示出來(lái)，直觀分析此方法的基因型組合改變情況以判別其遺傳性狀變化。

由上面流程圖可知，只進(jìn)行單次或是少數(shù)幾次的回交難以將所有的子代性狀都變成所需要的性狀表形，在此過(guò)程中，由于顏色以及糯性的性狀控制不單單與對(duì)基因控制，常常會(huì)出現(xiàn)既不同于母本也不同于父本的性狀表形，因此，需要進(jìn)行多次的回交，將所有的非紫糯玉米純合子進(jìn)行篩選排除，使后代保持穩(wěn)定的遺傳性狀。

除常用的回交與二環(huán)系育種方法以外，生物上還常常使用轉(zhuǎn)座子追蹤法、輪回選擇方法或是外界誘導(dǎo)基因突變等方法進(jìn)行育種。轉(zhuǎn)座子追蹤法是近年剛剛興起的新技術(shù)，通俗地講，即使用基因探針，在生物基因庫(kù)中篩選相關(guān)性狀需要的突變基因，以獲得所需子代性狀。外界誘導(dǎo)基因突變法生物上最常使用的是化學(xué)、物理誘導(dǎo)因子，如射線、堿基類物質(zhì)對(duì)相關(guān)植株進(jìn)行誘導(dǎo)其突變而獲得所需基因。另外，也常常使用生物因素，如病毒等對(duì)相關(guān)植株進(jìn)行誘導(dǎo)變異。然而需要注意的是，誘導(dǎo)基因突變法有著極大的不穩(wěn)定性，要常常準(zhǔn)確獲得所需基因，造成不必要的損失。

三、紫糯玉米繁育與開(kāi)拓

紫糯玉米的繁育過(guò)程除了需要考慮玉米異花傳粉繁殖特點(diǎn)，必須嚴(yán)格做到去雄去雜，防止其他花粉以及對(duì)其后代造成影響。在進(jìn)行傳粉及培育過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制不同植株種植間距，防止其他基因型花粉的干擾，造成后代性狀分離。除此之外還需要注意以特種作物品質(zhì)的控制，子代優(yōu)良性狀表達(dá)的基礎(chǔ)條件是父本、具有良好的基因，必須選取優(yōu)良品種的紫玉米、白糯米進(jìn)行雜交配種，以求育出高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的符合市場(chǎng)需求的紫糯玉米。

紫糯玉米作為現(xiàn)代社會(huì)人們特殊要求下的新型產(chǎn)物，有著廣大的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求，因此，研發(fā)出最優(yōu)培育方法，提高培育效率，降低育種成本，對(duì)提高紫糯玉米在作物市場(chǎng)中的市場(chǎng)占有率有著重要作用。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、科技水平的不斷進(jìn)步，人們對(duì)于農(nóng)業(yè)食品作物的要求會(huì)越來(lái)越高，而紫糯玉米在結(jié)合了紫玉米與糯玉米兩者優(yōu)勢(shì)的情況下，在未來(lái)糧食市場(chǎng)上會(huì)占據(jù)越來(lái)越重要的作用。因此，考察分析紫糯玉米的遺傳培育對(duì)于進(jìn)行進(jìn)一步的科技創(chuàng)新，提高紫糯玉米的特性有著重要作用，能夠?qū)ψ吓从衩走M(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究提供重要指導(dǎo)，進(jìn)一步開(kāi)拓紫糯玉米的市場(chǎng)。