航天誘變育種特點、機理研究及應用

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1、精選公文范文管理資料航天誘變育種特點、機理研究及應用　　航天誘變育種是將植物干種子搭載返回式航天器（衛(wèi)星），經過空間誘變作用產生變異，在地面選擇有益變異培育新種質、新品種的育種方法，與常規(guī)育種相比，航天誘變育種具有誘變頻率高、變異幅度大、育種周期短和有利突變體多等特點［1－7］?！　?航天誘變育種技術的概念與原理　　航天誘變育種又稱“空間誘變育種”，它是將農作物種子或供試誘變材料搭乘返回式衛(wèi)星或宇宙飛船，送到距地球200～400km的太空，利用空間宇宙射線的強輻射，在高真空、微重力和交變磁場等特殊環(huán)境中進行誘變處理，使供試的農作物種子和材料產生有利變異，返回地面試種后繼續(xù)采用

2、常規(guī)育種技術，從中選育出農作物新品種［8－10］。因此，[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料航天誘變育種技術是將航天技術、生物技術和農作物育種技術相結合發(fā)展起來的一項嶄新的育種技術?！　?航天誘變育種特點　　2．1變異源豐富　　衛(wèi)星和飛船飛行的空間存在著各種質子、電子、離子、a粒子、高空重離子等高能粒子以及X射線、Y射線和其他宇宙射線，它們都能穿透宇宙飛行器的外壁，作用于飛行器中的生物，有很高的相對生物效益，是有效的變異源。當植物種子被宇宙射線中的高能重粒子擊中后，種子中會發(fā)生多重染色體畸變。而且高能重粒子擊中的部位不同，畸變的頻率亦不同。根尖分生組織和胚

3、性細胞被擊中時畸變頻率最高。也有研究指出DNA和生物膜（尤其是核膜）是射線作用的靶子，DNA被擊中后引起的斷裂或其他損傷能引起細胞的一系列修復活動，若損傷未被修復或被錯誤修復做p染色體缺失、倒置、異位和重復等就可能引起遺傳性狀變異［11－12］?！　?．2育種周期短　　通過傳統(tǒng)育種獲得一個新品種平均需要10年左右的時間，從5、6[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料代才開始穩(wěn)定；而航天育種則只需5年左右的時間，在3、4代開始穩(wěn)定，較常規(guī)手段育種周期大大縮短?！　?我國航天誘變育種取得的成果　　　　自1987年起，在國家“863”計劃的資助下，全國已有23個省

4、、市的70多家科研單位參加了航天誘變育種和空間生命科學的多學科研究，先后10多次利用返回式衛(wèi)星、神州號飛船搭載了水稻、小麥、大麥、棉花、大豆、谷子、花生、牧草、蘿卜、茄子、番茄、青椒、百合等幾十種作物的1000多個品種，其中500多個品種產生了有利性狀的遺傳變異，已從中選育成功水稻、小麥、棉花、大豆、油菜、黃瓜、芹菜、番茄、大蔥、西瓜、白蓮等作物品種513個，占世界各國航天誘變育成新品種總數(shù)的25％，累計示范推廣面積超過13．33萬hm2，有的品種初具產業(yè)化規(guī)模。我國育成的太空稻新品種可增產20％，小麥可增產10％～15％，育成的糧食作物新品種在生產上大面積推廣后，[鍵入文字

5、][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料每年可為我國增產糧食30～40億kg［13－14］。　　4航天誘變育種機理研究進展　　國內外學者在以往的研究中，關于航天誘變機理的探索研究主要集中在空間環(huán)境因素對生物體效應的影響研究以及突變體的篩選和對篩選到的突變體細胞學和分子生物學的研究上；在國內，更多的研究集中在對突變體的篩選和農作物新品種的選育上，而國外研究工作主要集中在植物或細胞組織在空間條件下生長發(fā)育及其生理和遺傳特性的變化，空間微重力、高能重粒子對植物種子和植株的影響，植株及其細胞在空間條件下生長發(fā)育及其衰老過程，低等植物在空間的生長規(guī)律等方面的研究上，以便改善利于人

6、類生存的空間環(huán)境，并試圖建立太空農場，解決太空中宇航員的食物供應，從而進一步為加速航天探索提供基礎和條件。盡管國內外學者做了大量的研究工作，但目前關于航天誘變的機理還未研究清楚。當前，關于航天誘變機理主要有以下幾種假說：　　4．1[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料微重力假說　　在宇宙中，空間重力僅僅為地球的百萬分之一到十萬分之一，目前廣泛認為微重力是影響植物生長發(fā)育和發(fā)生遺傳變異的重要因素之一。該假說認為在衛(wèi)星近地面空間條件下，不及地球重力十分之一的微重力是影響飛行生物生長發(fā)育的重要因素。在地球重力場中生長的植物均具有向重性，而當植物進人空間環(huán)境后，重力

7、極大的降低，這使植物失去了在靜止狀態(tài)下的向地性生長反應，因而導致對重力的感受、轉換、傳輸、反應發(fā)生變化，產生直接效應和間接效應?！　?．2太空輻射假說　　大量的研究表明，宇宙輻射是造成生物系統(tǒng)遺傳物質發(fā)生變異的重要原因之一，當植物種子被宇宙射線中的高能重粒子（HZE）擊中后，會出現(xiàn)更多的多重染色體畸變，植株異常發(fā)育率增加，而且HZE擊中的部位不同，畸變情況也不同，根尖分生組織和下胚軸細胞被擊中時，畸變率最高。　　5[鍵入文字][鍵入文字][鍵入文字]精選公文范文管理資料航天誘變技術在水稻育種上的應用