小麥常規育種與分子育種相結合的研究

孫勁松

[摘 要]小麥屬于我國三大基本糧食作物之一。近年來育種行業嘗試將分子育種技術融入到小麥常規育種方法中，以進一步提高新品種的選育效果。同時，還能縮短小麥育種年限。本文就小麥常規育種與分子育種相結合方法進行簡要介紹，以供參考。

[關鍵詞]小麥育種；常規育種；分子育種

[中圖分類號]S512.1 [文獻標識碼]A

當前，小麥產量已達到相當高的水平，畝產在700kg以上的品種不斷涌現，產量突破也越發困難。隨著分子育種技術的不斷發展，為小麥常規遺傳育種提供了新思路。分子育種是將現代生物技術融入到常規遺傳育種方法中，通過表現型與基因型篩選，設計培育新的優良品種。

1 小麥育種的發展方向

小麥育種的發展方向主要有四個：第一，按照穗粒數與粒重的增加來篩選單穗生產力，穩定群體進行高產超高產育種，使產量逐步增加。第二，綜合抗病性育種，聚合品種對各種病害的抗性，盡量將病害引起的產量損失降到最低，從而實現高產穩產。第三，以優質麥為代表的品質改良育種，優化聚合相關優質基因，確保高產小麥的品質。第四，抗逆育種，開發尋找抗旱、抗鹽、低磷等抗耐逆境的基因，確保小麥能在逆境中保持高產。

2 小麥分子育種技術

分子育種技術可分為轉基因育種、分子設計育種、分子標記輔助選擇育種三種，其核心仍是常規育種。

2.1 轉基因育種

該技術是根據育種目標，從不同育種供體生物中分離出需要的目的基因，然后利用DNA重組、遺傳轉化、直接載入受體作物等途徑進行培育。通過篩選后獲得表達穩定的改良植株。通過田間試驗與大田篩選育成轉基因種質資源或新品種。農桿菌介導轉化法、花粉管通道法、基因槍介導轉化法屬于最常用的三種植物轉基因方法，這項技術打破了物種間基因交流的局限性，使各種基因能廣泛共享。不僅縮短了育種周期，而且也解決了遠緣雜交存在的不實不育問題。

2.2 分子標記輔助選擇育種

該技術篩選目標個體的方法是利用與目標性狀基因密切連鎖的分子標記。然后判斷檢測目的基因是否存在，再尋找期望個體。分子標記輔助選擇能直接體現出DNA序列的差異，而且不會受植物生長階段與環境的干擾。在育種初期對目標基因進行選擇，可縮短育種進程，提高育種成效。

2.3 分子設計育種

伴隨著分子生物學與基因組學的進步，生物信息數據庫所包含的數據量是非常龐大的，但可供育種工作者利用的信息卻不多，作物重要農藝性狀基因（QTL）的定位結果也很難被用在指導作物育種的工作實踐中。分子設計育種是建立在生物信息學基礎上，構建基因組學與蛋白質組學的有關數據庫。同時，結合作物遺傳、生理生化以及生物統計學等不同學科知識，圍繞育種目標與作物生長環境設計最優的親本選配與后代選擇方法，然后進行作物育種試驗。通過多年的研究，人們在這一領域的認識逐步加深，特別是QTL的定位分離、小麥基因組測序、染色體片段置換系的構建等技術。上述技術為小麥分子設計育種的實現鋪好了基礎。

3 小麥分子育種技術與常規育種相結合的措施

3.1 發掘新的基因源

目前，應盡快引進、發掘、創造一批小麥新種質或新基因。從野外或近緣及特異材料中篩選優良基因/QTL的價值明顯優于直接從優良品種中篩選優良基因/QTL。經大量育種實踐證實，若單純依靠表現型實現這一目標是非常困難的，而利用QTL技術則是明顯可行的。比如，7DL.7Ag易位系正是利用外源基因改良小麥的成功范例。7DL.7Ag易位系中包含Lr19，通過分子標記進行跟蹤選擇。

3.2 主效QTL的分子標記輔助選擇

通常可用前景選擇與背景選擇兩種方式進行選擇。通過聚合有用基因，完成多個育種目標。在回交漸滲過程中借助遺傳背景選擇技術有不少優勢。既能將育種進程縮短，也減少連鎖累贅。

3.3 QTL的基因克隆

QTL研究的最終目標是將QTL上面的一些基因克隆分離出來，并運用到基因工程中。借助物理圖譜可有效克隆出包括QTL在內的基因。因此，我們可以挑選大粒、大穗、矮稈等極端品種作為小麥育種材料。然后運用恰當的育種技術，聚集產量三要素的特異性狀，獲得新的優良小麥品種。（1）選擇雜交親本，通常可選擇3～4個大量推廣的優良品種作為雜交親本，或則選擇特異性狀極端類型作為雜交親本，如千粒重在60～70g之間的材料。回交一代的時候進行目標主基因QTL定位，同時，利用表型與標記輔助選擇。（2）回交2～3代，形成一套該優良品種的近等基因系。雜交各近等基因系，使各種有利等位基因聚合在一起，培養出新品種。（3）對同一優良品種利用標記輔助技術選擇，與改良的包括不同目標基因的近等基因系進行不斷聚合，最終會離小麥超高產育種目標越來越近。

4 小結

總之，面對新的育種任務，我們育種技術人員要繼續探索如何將小麥常規育種與分子育種更好地結合起來，開辟出一片新天地，培育出更多新的高產超高產品種。

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