植物空间诱变育种

航天育种摘要：航天育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的育种新途径。

大量的试验证明, 航天育种已培育出许多高产、优质、抗逆性强的优良品种, 是一个前景很好的新的育种方法。

关键词：航天育种一、什么是航天育种航天育种也称空间诱变育种或航天育种, 是指将植物种子、试管种苗或其他生物种苗放在航天器上, 送到太空, 利用太空特殊的、地面很难模拟的环境, 即微重力、高真空、强宇宙高能粒子射线辐射、宇宙交变磁场、高洁净及大温差等方面的诱变作用, 使种子基因产生遗传变异, 再返回地面选育, 培育新品种的育种新技术[ 1]。

二、航天育种机理及诱变的生物学效应空间环境与地球环境之间差异巨大, 太空的特殊条件对进入空间的生物材料具有明显诱变作用。

空间诱变中高能重粒子(H ZE )能更有效地导致细胞内遗传物质DNA 分子的双链断裂, 而且其中非重接性断裂所占的比例较高, 从而有更强的诱发突变能力。

另外,微重力条件可以抑制复机制, 即微重力与辐射可以产生协同作用, 增加变异率。

太空诱变导致的死亡率较低, 这样, 发的各种突变都可能表现出来, 从而培育出新品种。

三、航天育种的生物种类1、植物种类截止目前, 曾经幸运进入太空的生物以植物占大多数, 其中粮食作物有麦、大麦、谷子、水稻、甘薯、玉米、高粱、绿豆、红小豆等; 蔬菜有萝卜、青椒、茄子、番茄、绿菜花、大蒜、黄瓜、丝瓜、辣椒、香菜、韭菜、青菜、瓠子、芥苜蓿等; 经济作物有棉花、烟草、西瓜等; 裸子植物有白皮杉、油衫、石刁柏等; 油料作物有大豆、油菜、蓖麻、芝麻、竺麻、向日葵等; 药用植物有西洋参、枸杞、甘草等; 花卉有仙人掌、鸡冠花、菊花、百合等。

. 1. 1 航天育种的粮食作物航天一号0小麦是1998年山东省农科院原子能所利用一般小麦和美国黑小麦经过杂交形成的新品系, 然后通过返回式卫星携带进入太空诱变, 再经连续7代定性试种培育而成的。

/航天一号0小麦良种于2003年试种12. 5公顷获得成功。

农作物空间诱变育种规范(空间科学及应用专家组，1998年2月，广州)863计划航天领域自1987年以来多次组织卫星、高空气球搭载植物种子。

据不完全统计，至1996年年底，参与搭载的种子包括粮食作物、油料作物、蔬菜、水果、花卉等共约50种植物，参与单位近60个，分布于全国22个省(市)、自治区。

不少单位在回收种子后，经田间种植、观察、选择，发现了新的变异类型，选育出一批性状优良、有应用潜力的新品种(系)，对农业生产的发展发挥了作用，引起了国内外的瞩目。

然而，由于本研究涉及众多的人员、单位，早期试验中还未能明确提出规范化的要求，研究中也出现了部分单位的试验结果不明或准确性较低等问题。

为使我国农作物空间诱变育种能更健康发展，特制定此规范。

对此类研究从搭载材料的选用至回收后的观察、选择、记录均提出一些具体的要求，请各项目承担单位参照执行。

一、对搭载材料的要求1，根据育种目标，选用综合性状优良，但1～2个性状有明显缺陷的地方主栽品种、新推广品种、准备推出的优良品系、杂交组合亲本或低世代杂种(F1)作为搭载材料。

2，搭载用种子必须有足够的纯度，无其他品种混杂，为此要求经1～2代套袋自交提纯，取经此法繁殖的种子供搭载及地面对照用。

3，为保证足够的突变体供选择，对某一品种搭载用种子应有足够的数量(一股应为100O 粒以上，个别种大的作物种子量可减至300～500粒)，并用等量的同一纯度种子作地面对照。

所用种子应为新鲜、健康、发芽率高的干种子。

4 为保证运输、搭载过程中种子不会被混杂或受潮，建议用内层布袋、外层塑料袋包装，袋内最好包装少量吸水硅胶等对种子无害的干燥剂。

内外、层袋及外袋应附有标明种子的种名、送搭单位的标签。

5，为完善搭载诱变试验的管理，要求各电位送交种子往专家组办公室搭载时，填写种子搭载申请表(见表I)内容包：种名、品种名、来源(自育、在用栽培种、引种等，并简介育成年份，亲本等培育的遗传背景)、主要种性(株高、生育期、抗病性、抗虫性、品质特点、产量组成因素，如粒重、荚重、果重、有效穗数、结实率等)、及形态特征、预期主要选育目标(待改良的性状)并附上1～2张代表其种子、果实、种植期，成熟期特性的彩色照片。

农业育种的空间诱变技术分析摘要：农业育种技术的发展是我国农业可持续发展的重要基础条件，空间诱变育种方式是使用宇宙环境中的高能粒子、辐射、微重力或者弱地磁场等要素使得作物种子中的染色体产生缺失、重复、易位等基因突变现象，并在回到地球环境之后，通过多代的筛选、培育形成的全新品种的培育技术。

与传统的农业育种技术相比，经过太空环境处理之后的种子基因变异十分明显，在抗病虫害、早熟、高产等方面的优势十分明显。

本文基于农业育种的空间诱变技术概念分析，在简单探讨空间诱变技术基本特征的前提下，分别从农业品种的直接和间接效益，相关理论对后续领域研究的影响以及生态效益等多个方面分析了农业育种空间诱变技术的具体效益，以便为今后农业育种空间诱变技术的推广、应用提供参考。

关键词：农业育种；空间诱变；基本特征；效益1、农业空间诱变育种概述农业空间诱变育种方式也被人们称为太空育种，是指将植物或者农作物种子使用返回式卫星、航天飞机等工具带入太空环境中，使用特殊的环境因素诱导农作物种子产生基因层面的变异，随后返回地面进行新种子材料、品种培育的一种现代化农业育种技术[1]。

以目前空间诱变育种技术的发展看来，常用的途径分为卫星空间搭载、高空气球搭载以及地面空间因素模拟诱变三种方式。

结合目前农业领域的相关研究成果看来，相较于地面环境，太空环境在真空、微重力、高能粒子辐射等方面有着明显的优势，能够对农作物及其种子的生长、生存、发育产生明显影响，最终引发植物细胞内部染色体的畸变。

在太空环境的微重力条件长时间影响下，辐射的诱因作用将会进一步增强。

在当下人类对于转基因食品安全性存在疑问的大前提下，太空育种技术的应用能够解决人们关心食品的安全性问题。

与常规的地面育种技术相比，太空育种方式能够利用宇宙空间中射线、微重力、重离子、交变磁场等各种因素，促使农作物和种子在太空环境下的遗传性产生明显的诱变，最终得到地面环境中无法获取的新型农作物种子以及材料。

空间诱变育种的名词解释在植物育种领域，空间诱变育种是一种通过暴露植物种子或幼苗到特定的辐射环境中，利用诱变作用产生新的遗传变异，从而选育出具有新型性状的植株的技术。

这种育种方法广泛应用于农作物改良、园艺植物的培育以及实验室的遗传学研究中。

1. 背景介绍在传统育种方法中，通过选择和交配来改变植物的遗传特征，但这种方法有其局限性。

空间诱变育种则提供了一种替代的手段，通过利用辐射诱变技术，引发植物的基因突变，从而产生更多的变异库。

2. 辐射诱变机制辐射诱变是空间诱变育种的核心工具。

不同类型的辐射，如X射线、γ射线、重离子束、中子束等，能够导致植物细胞的DNA损伤和突变。

这些突变可能发生在基因的编码区域，也可能发生在非编码区域。

此外，诱变还可能导致染色体结构的变化或产生新的染色体组合，进而改变物种的性状。

3. 诱变剂的应用为了增加辐射诱变的效果，常常会与诱变剂结合使用。

常见的诱变剂包括化学诱变剂、物理诱变剂和生物诱变剂。

例如，化学诱变剂乙烯甲磺酸可以增加辐射对植物DNA的损伤程度，促进突变的发生。

4. 诱变效果评估通过辐射诱变后，需要对诱发的突变进行评估筛选。

通常利用大量的突变体库进行繁殖与分析，以筛选出对目标性状具有显著改变的植株。

选择性状进行抗性、产量、品质等的评估，挑选出对目标性状改变最显著的植株作为后续育种的父本。

5. 应用和发展空间诱变育种已经在世界范围内得到广泛应用，诸如稻谷、小麦、玉米、蔬菜、花卉等农作物和园艺植物的品种改良中。

通过辐射诱变育种，培育出了许多具有抗病、抗虫特性和高产量的品种，以及更具观赏价值的园艺植物。

随着基因编辑技术的发展，空间诱变育种也与基因编辑相结合，为育种工作提供了更多的选择。

6. 优势和挑战相比传统育种方法，空间诱变育种具有如下优势：首先，空间诱变育种能够产生更多的遗传变异，扩大育种的选择空间；其次，诱变作用普遍存在于种子和幼苗等发育早期，使得诱变更容易影响幼苗的整个生长过程；最后，空间诱变育种通过诱变产生的新基因变异，能够创造与已存在基因组中不同的基因组组合，增加了品种创新的可能性。

什么是航天育种航天育种的定义航天育种也称空间诱变育种（或称之为太空育种），就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空、宇宙高能离子辐射、宇宙磁场、高洁净)的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。

航天育种的优势一是变异率高，比普通诱变育种高3-4倍；二是育种周期短，是杂交育种周期的一半，一般可由8年缩短至4年左右。

经太空繁育后的太空农作物具有高产、优质、早熟、抗病力强的优良性状，而经太空繁育后的太空花卉具有开花早、花朵数多、花期长、带有香味、花型、花色新颖等优良性状。

对搭载材料的要求1．根据品种培育目标，应选择综合性状优良，或是在某个生态区域特殊需要的品种，可以是准备推出的常规优良品系，也可以是杂交组合的亲本材料。

2．为保证足够的突变体选择，一个品种的搭载种子应有足够的数量（一般为1000粒，大粒种子可以减至500粒）。

3．搭载的种子必须有足够的纯度（98%），并防止在包装过程中混杂和受潮。

航天育种的步骤阶段一：种子筛选。

种子筛选是航天育种的第一步，这一程序非常严格，需要专业技术。

带上太空的种子必须是遗传性稳定、综合性状好的种子，这样才能保证太空育种的意义。

阶段二：天上诱变。

利用卫星和飞船等太空飞行器将植物种子带上太空，再利用其特有的太空环境条件，如宇宙射线、微重力、高真空、弱地磁场等因素对植物的诱变作用产生各种基因变异，再返回地面选育出植物的新种质、新材料、新品种。

阶段三：地下攻坚。

由于这些种子的变化是分子层面的，我们必须先将种子都播种下去，一般从第二代开始筛选突变单株，然后将选出的种子再播种、筛选，让它们自交繁殖，如此繁育三四代后，才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系，期间还要进行品系鉴定、区域化试验等。

这样，每次太空遨游过的种子都要经过连续几年的筛选鉴定，其中的优系再经过考验和农作物品种审定委员会的审定才能称其为真正的“太空种子”。

空间诱变培育作物新种质资源哎呀，最近我对一件超酷的事情特别感兴趣——空间诱变培育作物新种质资源！这个不仅听起来高大上，而且还是未来农业发展的大势所趋哦。

你想象一下，科学家们就像玩变魔术一样，通过各种手段在植物的基因池里搞出各种花样来，就跟农业版的变色龙似的！从小我就对植物长啥样有特别的好奇心，看着它们一天天长大，特别是这些被科学家们“改头换面”过的，简直像是在看一场生物版的时装秀。

你想象一下，一棵普通的小麦，突然就变成超级耐旱的小麦，长得跟仙人掌似的，就是为了应对那些干旱天气不服输！这不就是科技发展的魔力吗？而且这种技术也不是什么新鲜事了，早在我们的爷爷辈的时候，就有科学家在搞这些大事儿。

他们用各种方法，从辐射到化学品，尝试着给植物“开后门”，让它们的基因搞出新花样来。

你可以想象，当时那些科学家们肯定是想着，“嘿，咱们能不能让这些庄稼长得更抗虫害一点，把它们搞成超级英雄呢？”不过，不是每个试验都能成功的，有时候植物会变得跟电影里的怪物似的，不过科学家们可不怕失败，他们就像是耕地一样，总是有耐心，也总有新花样。

现在想想，那些早期的实验，简直就像是在玩一场超大的生物版“乐高”游戏，拼出来的不是塔楼，而是新的作物品种！现在的技术更先进了，不仅仅是尝试新花样那么简单了，科学家们能够精准地去改变某一个基因，就像是给植物做个微整形一样。

他们会用各种高科技的手段，比如CRISPR啦、基因诱变啦，把这些植物的基因“炸”出新花样。

想象一下，就像是给植物做一场“变脸”手术，不同的基因组合，就像不同的化妆品，能让植物展现出全新的一面。

这些新品种不仅仅是好看，更是对我们生活质量的一个大提升。

比如说，有些作物被“改头换面”之后，不但产量大增，而且抗病虫害能力也特别强，简直就是农民们的贴心小棉袄。

这不仅仅是一种科技进步，更是在帮助我们应对未来可能遇到的各种挑战，真是叫人眼前一亮啊！这些科学家们的工作也不是那么轻松的，他们就像是植物界的“顶级设计师”，一边要了解植物的生长规律，一边还要跟各种先进技术打交道，可谓是“智慧与汗水”的完美结合啊！他们的每一次成功，都是对农业发展的一次巨大贡献。