太空诱变育种
太空诱变育种是指在距离地球20~40 km 的高空进行各种农作物飞行搭载处理,使农作物在太空特殊环境条件下产生突变,返回地面种植选育,获得生物新品种。太空诱变育种是航天技术、生物技术和农业育种技术相结合的产物,是近年来产生的一种崭新的育种技术。太空诱变育种(或称航天诱变育种) 已成为空间生命科学研究方面的重要内容之一。国内外利用太空诱变育种技术培育了粮食作物、经济作物、花卉及抗生菌等高产优质新品种(系) 。经过卫星搭载,生物在高真空、微重力、强辐射及其他因素的综合作用下产生了变异,也可激活细胞中的转座子,使生物发生突变。太空诱变育种技术开创了育种的又一新途径。广东省农业科学院于2003 年利用返回式卫星搭载花生、水稻、蔬菜、果树等作物种子开展了太空育种,并建立了航天育种基地。
目前,太空诱变育种已有很多成果,例如太空处理诱变花生的育种效果。通过反回式卫星搭载后的花生种子其SP1 代成苗率为50 %左右,可能是由于种子经搭载后受到一定程度的生理损伤。出仁率、百果重和百仁重在SP2 后代发生变异,并能够稳定遗传给后代。在SP3 代出现深度缩缢变异荚果,其种皮颜色也变成红色。本试验结果表明太空处理能够诱导花生产生变异,有望为高产、优质的花生品种选育提供较好的新种质。
2003年11月21日,由河南省原阳县提供的40克水稻育秧种子搭载我国第十八颗返回式科学与技术试验卫星,在太空遨游18天后顺利返回地面。该县农科所承担起了太空水稻的选育工作。经数十位育种专家艰辛遴选、定向培育,2007年该县太空水稻选育工作取得了可喜的成果,获得了一个富含硒、铁、钙等微量元素,外观饱满晶莹,口感良好的水稻新品种。原阳县是我国著名的大米之乡,曾被批准为无公害优质水稻标准化示范基地、国家级水稻标准化示范基地。据河南省农科院育种专家介绍,作为世界上少数将航天技术用于育种的国家,我国在航天育种方面有20多年的历史,水稻也是其中较早的航天育种作物之一。之前,市场上的很多太空米大部分是采用杂交稻作搭载材料的,选育品种以提高产量作为目标。
还有太空辣椒系列:1号:生长势较强,叶片中大,叶色深绿株高90厘米,始花节位为第8节,果长17厘米,青熟果深绿色,老熟果大红色,平均单果重64克,一般亩产3000公斤。 2号:生长势强,叶片较大,深绿色,株高压手段2厘米,始花节位第10节,果实三角形,长13.6厘米,青熟果浅绿色,老熟果大红色,平均单果重81.65克,一般亩产3000公斤。3号:生长势中,叶片大小中等,叶色深绿,株高98厘米,始花节位为第9节,平均单果重55克,青熟果浅绿色,老深果黄色,一般亩产2500公斤。太空孜然2-20:株高33厘米,针状叶,每簇4-6条,花淡紫色,单株结果数为900粒左右,一般亩产70-80公斤。适合与玉米、棉花、辣椒等作物套种。
而且,由福建省水产研究所承担的水产生物太空搭载与诱变育种研究项目通过成果鉴定。以中国空间研究院戚发轫院士为主任的鉴定委员会一致认为,该研究成果具有很高的创新性,达到国际同类研究先进水平。 该项目研制了带水和不带水2种水产生物太空搭载系统,先后4次搭载水产动植物23种,有15种存活返回,解决了水产生物太空搭载及保活关键技术,保证了水产生物太空搭载成功率。通过对存活返回的15种生物进行培养和遗传变异分析发现:搭载组卤虫卵孵化速度、孵化率、生长速度和怀卵量与对照组有显著差异;搭载组蒙古裸腹溞蛋白质、EPA、DHA含量均高于对照组;利用RAPD和AFLP等分子
标记技术对搭载的卤虫、细基江蓠及坛紫菜基因组DNA进行检测分析,部分基因位点出现较为显著差异。其中搭载组鳉鱼生长速度加快、性成熟周期缩短,具有良好的开发前景。 据介绍,太空诱变育种是水产育种的重要途径之一,将为我国今后水产生物太空搭载与诱变育种研究和开发提供科学依据,具有广阔的应用前景。