申玥 湖南省長沙市長郡中學(xué)
芝麻,是一種十分重要的油料作物,芝麻的產(chǎn)量會直接影響到出油率,因此,如何提高芝麻產(chǎn)量是世界各國農(nóng)業(yè)技術(shù)人員研究的重點課題,而遺傳工程的誕生正為這一技術(shù)的發(fā)展提供了有效依托。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,芝麻的傳統(tǒng)遺傳方式得到了改變?,F(xiàn)如今,芝麻的育種技術(shù)、遺傳等都開始向現(xiàn)代化生物技術(shù)方向靠近。雖然,在芝麻的遺傳工程的研究上已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步,但是,仍然不能滿足人們對芝麻產(chǎn)量的需求。對于芝麻遺傳工程的研究,仍然需要投入大量的人力、物力和財力。其實,在對芝麻的遺傳工程的研究中,最重要的就是對芝麻育種技術(shù)的研究,種子是芝麻生長發(fā)育的基礎(chǔ)?;诖耍疚膶闹ヂ榈挠N技術(shù)的發(fā)展方面來敘述芝麻遺傳工程的研究進(jìn)展:
芝麻的常規(guī)育種方式主要有兩種,分別是系統(tǒng)選育和雜交育種。所謂的系統(tǒng)選育,就是在培養(yǎng)出的種子里面選擇出符合育種目標(biāo)的種子。一般情況下,選擇出來的種子都具有一些其他種子所不具有的優(yōu)良形狀。然后將這些種子進(jìn)行培育,從而得到新品種。種子之間之所以會出現(xiàn)差異,主要是因為在發(fā)育過程中發(fā)生了遺傳突變或者是因為母體與其他品系的植株進(jìn)行了雜交。
所謂的雜交育種,就是指將具有兩個或兩個以上性狀差異的、不同品系的植株進(jìn)行雜交。然后,從這些雜交后代當(dāng)中選擇出符合育種要求的種子。進(jìn)而,利用這些種子生長出產(chǎn)量更高的植株。近年來,我國的科學(xué)家已經(jīng)利用這種育種方式生產(chǎn)出了十幾種新型的芝麻種子。
誘變育種,主要是利用物理、化學(xué)等因素誘導(dǎo)植株發(fā)生基因突變,從而導(dǎo)致植株表現(xiàn)出不同形狀。然后從這些不同性狀的植株中挑選出符合要求的植株進(jìn)行培育進(jìn)而產(chǎn)生種子。相較于傳統(tǒng)育種技術(shù)來說,誘變育種技術(shù)在育種工程中所要消耗的時間更短,并且種子產(chǎn)生的數(shù)量也更多、質(zhì)量也更佳。
目前,我國已經(jīng)在誘變育種技術(shù)上取得了一些研究進(jìn)展。而且,科學(xué)家們還通過大量的實驗證明,誘變育種技術(shù)能夠從基因水平上改變芝麻的遺傳物質(zhì)。
芝麻的育種方式經(jīng)歷了從傳統(tǒng)育種到誘變育種的轉(zhuǎn)變過程。在傳統(tǒng)育種過程中,只是對芝麻自然產(chǎn)生的種子進(jìn)行挑選,并不會對其遺傳物質(zhì)做出任何的改變。這也是最原始的遺傳工程的研究。
當(dāng)育種方式從傳統(tǒng)育種轉(zhuǎn)變成誘變育種之后,人們開始對芝麻種子的遺傳物質(zhì)做出了改變。在誘變育種過程中,人們會通過物理的、化學(xué)的方式,將芝麻的遺傳物質(zhì)進(jìn)行改造,從而有目的的培育出想要的種子。
通過對芝麻育種技術(shù)的發(fā)展過程進(jìn)行研究,可以看出芝麻的遺傳工程的發(fā)展是從毫無作為、自然篩選轉(zhuǎn)變成了人工干擾、有目的的培養(yǎng)。這是在對芝麻的遺傳進(jìn)行研究的過程中一個質(zhì)的飛躍。
細(xì)胞技術(shù),是研究芝麻遺傳工程中一個十分重要的技術(shù)。這個技術(shù)包括花藥培養(yǎng)技術(shù)、體細(xì)胞無性系技術(shù)等等。利用這些技術(shù),可以促進(jìn)芝麻遺傳工程的發(fā)展。
單倍體育種,也就是花藥培養(yǎng)育種,這是人工獲得單倍體植株的一種重要的途徑。單倍體育種有著巨大的優(yōu)勢:能夠迅速獲得純合種子、能縮短育種的周期,還能夠提高種子的選擇效率。這個育種技術(shù)是從細(xì)胞水平對芝麻的遺傳物質(zhì)進(jìn)行了改造。
轉(zhuǎn)基因育種,就是指先提取特定的目的基因,然后通過基因重組技術(shù)將DNA重組,最后再將重組后的物質(zhì)導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)。這種基因育種的方式,能定向的改變植株的性狀,而且,所需要的育種周期也更短。這種育種方式有一個最大的特點,就是能夠準(zhǔn)確選擇某一個特定的基因進(jìn)行改造。這種育種方式還能夠打破種族之間的界限,根據(jù)人類的需要對植株進(jìn)行改造。
單倍體育種是以染色體為基礎(chǔ)進(jìn)行的育種方式,它以整個染色體組作為遺傳物質(zhì),進(jìn)而培育出個體,然后再通過特殊的方式對染色體進(jìn)行加倍處理,培養(yǎng)出完整的植株。而轉(zhuǎn)基因育種則是在基因水平上進(jìn)行的育種。這種育種方式能夠定向的改變遺傳性狀。從單倍體育種到基因育種,體現(xiàn)出遺傳的發(fā)展開始由大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變成小分子物質(zhì),開始由宏觀轉(zhuǎn)向了微觀。
提升芝麻的產(chǎn)量,在一定程度上可以有效提升產(chǎn)油量,這是對人們生活有益的。通過對芝麻的育種技術(shù)的研究,可以看出芝麻遺傳工程的發(fā)展歷程,從基因?qū)哟胃淖冎ヂ榈倪z傳性狀,能夠培育出更加優(yōu)良的芝麻種子。目前,業(yè)界對于芝麻遺傳的研究雖然取得了一定的進(jìn)展,但還是需要繼續(xù)努力,相信在不久的將來,芝麻遺傳工程技術(shù)定可以得到質(zhì)的突破。
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