航天诱变效应在水稻育种中的作用
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空间诱变育种摘要:随着科技的进展,我们对于地球外的探究越来越多,宇宙空间存在着微重力、高真空、地球上的环境条件大不相同。
讨论和采用这些特殊条件对地球生物的影响, 是各国科学家们关注的问题之一。
采用空间条件进行物种的诱变选育,也成为热门的科题之一。
关键词:太空育种,诱变选育,高新技术。
自开头太空探究以来,人们始终致力于讨论太空特殊的环境条件,如微重力、辐射等对各种生物系统的影响。
其缘由不仅仅是由于这些讨论的结果可增加人类对太空环境因素作用特点的了解,从而有助于解决一些生物学上的基本问题,更重要的是这些结果将为保障制服宇宙太空的宇航人员的平安和健康供应必要的生物学基础和依据。
20世纪60年月以来,国内外纷纷把动物、植物、微生物置于卫星、飞船、航天飞机中,以观看其变化。
随着“神五”、“神六”的胜利飞天,人们对太空育种这个概念也日渐熟识。
1.太空诱变育种太空诱变育种也被称为航天育种,科学的提法则是“空间诱变育种”,也就是将农作物种子送到太空,采用太空特殊的环境诱变作用,使种子产生变异,再返回地面选育新种子、新材料,培育新品种的育种新技术。
它是综合了宇航、遗传、辐射、育种等学科的高新技术。
与传统方法相比,太空诱变育种具有以下优势:部分品种变异频率高,变异幅度大,有益变异增多,育种周期短,诱变后代群体间消失一些有利的特殊变异体,不需要人为设置可污染环境的诱变源等。
2.育种过程简单艰辛太空育种能缩短育种周期,常规育种一般需8年左右,太空育种可缩短一半时间。
但假如你认为只要种子在天上转一圈就变大变好,那就太抱负化了。
实际上,一次完整的太空育种过程应包括“筛选种子、空间诱变、地面选育” 3个阶段。
“筛选种子”就是要进行种子的纯度检测,选择遗传性稳定、综合性能好的种子,一部分搭载上空,另一部分留在地面,将从太空回来的种子和留在地面的种子同时平行对比种植,以便进行外观、抗病等性状对比。
“空间诱变”就是采用卫星和飞船等返回式太空飞行器将种子带上200 km~400 kπι的高空,采用太空特有的各种环境条件及其综合效应对种子染色体进行诱变,产生各式基因变异。
诱变育种方法在微生物育种中的应用概述摘要:在现代发酵工业中,诱变技术(无论是物理还是化学诱变)对于促进微生物发酵从而提高利用反应底物的能力和高产率仍然起着至关重要的作用。
本文主要从工业生产中对于微生物的诱变育种的方法(物理、化学诱变育种等)进行了综述,以及通过几种常见的诱变方式来介绍在微生物育种方面的相关研究进展。
关键词:微生物;诱变育种;物理诱变;化学诱变一、前言现代发酵工程技术的最终产物,一般都是由微生物生产得到的,且通过微生物的发酵生产所取得的效益已经得到了全世界的瞩目和认可。
对工业微生物菌种的优化选育是提高产量和质量的一条有效途径。
以突变和筛选为中心的传统育种技术在工业微生物发展到现在规模的过程中始终起着重要作用。
70年代以来,重组DNA技术和原生质体融合技术开始用于菌种选育。
各种外源基因在原核生物、真核细胞的克隆和表达研究取得了重大成果,使工业微生物育种技术进入了真正意义的分子水平育种时代[1]。
常规的诱变育种方法主要为物理诱变和化学诱变两种。
微生物的诱变育种,是以人工诱变手段诱发微生物基因突变,改变遗传结构和功能,通过筛选出产量高、性状优良的突变株,并找出这个突变株最佳培养基和培养条件,使其在最适条件下合成有效产物。
以人工诱发突变为基础的微生物诱变育种,具有速度快、收效大和方法简单等优点,是菌种选育的一个重要途径,在发酵工业菌种选育上具有卓越的成就,迄今为止,国内外发酵工业中所使用的生产菌种绝大部分是人工诱变选育出来的[2]。
理想的工业化菌种必须具备遗传性状稳定、纯净无污染、能产生许多繁殖单位、生长迅速、能于短时间内生产所要的产物、可以长期保存、能经诱变产生变异和遗传、生产能力具有再现性、具有高产量和高收率等特性。
而从自然界分离的野生菌种,不论是在产量上还是在质量上,均难适合工业化生产的要求。
但诱变筛选方法相对简便,是菌种选育的基本、常规和经典方法。
特别是对遗传背景不很清楚的对象,诱变育种更是必不可少。
《航天育种简史》:牛人就是点子多人类有史以来的所有良种选育工作,虽然都有早期“育种专家”的人为因素,但主要还是以“等”为主,即等待发现大自然中的植物突然变异后的新植株,然后赶紧加以保护,最后把种子留下来,看能不能形成一个新的品种。
如果说有“人工干预”,那也顶多是换换土壤、改改肥料等。
所以,这样的工作虽然成效很大,但成效大主要是来源于参与人数多、总体规模大,事实上还是较为被动的。
这就如同生活在沼泽地、水塘边的某些鹭类水鸟,它们抓鱼吃的本领很大,有时能从水里一口叼出一条很大的鱼来。
但是,这些水鸟主要是靠“等”来觅食的,老是站在一个地方呆呆地不动,直到有条倒霉的鱼儿从附近经过。
当然,鹭鸟站着不动更多是为了隐蔽行踪,否则鱼会发现而有所警觉、不再靠近,鹭鸟就没办法突然袭击、一击必中了。
但是呢,如果半天都没有一条鱼游过来,那它还是没鱼可抓,更没得吃。
人类早期的作物良种选育工作,与鹭鸟抓鱼的过程有几分相似之处。
世界上第一本“农业科技宝书”是诞生于中国西汉的《氾胜之书》,上面明确记载了当时的作物育种技术。
此后的2000多年中,世界各国的育种专家们虽然一直在努力,贡献也越来越大,但并不知道作物种子突然发生变化,是由于基因发生了变异。
所以,早期的育种专家们主要还是“等”,等着茫茫大田中有优秀植株突然出现,然后才能如获至宝、定向培育。
显然,这样的工作有点过于被动了。
虽然一代代育种专家在不断探索,并且贡献卓著,但这种低效率的被动却又始终无法满足人口不断扩张、各类资源日趋紧张所带来的更高、更大、更多需求。
这样的需求并不陌生,事实上自从人类出现以来就一直存在,而且形势是越来越严峻。
与之相对应的是,一代代农业科技专家也总是在以各种方式主动探索、不断研究,以便更好地解决这个矛盾。
而且,这种探究,从一开始就是立足于“既想知其然,又想知其所以然,进而掌握其必然”的出发点,进入到对种子的微观组成进行分析并施加影响的层面了。
目前可知的是,200多年前的英国就有人在做这样的研究了。
EMS诱变技术在植物育种中的研究进展刘翔【摘要】甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)是一种常用的化学诱变剂,能诱发产生高密度的系列等位基因点突变。
在当前种质资源极为匮乏,基因资源日益枯竭的状况下,采用EMS诱发突变技术创造有用基因资源具有极其重要的意义。
本文通过对EMS的诱变原理和技术要领、应用实例、以及该技术在现代分子生物学中的应用前景加以阐述,对EMS诱变技术在农业生产中的应用具有重要作用。
%Ethyl methane sulfonate is a normal chemical mutagen and induce high density of gene mutations.At pres-ent,germplasm and genetic resources are extremely scarce,it is significant to create useful genetic resource by EMS mu-tation.We state here the principles and technical characteristics,examples,and the outlook of its application in modern molecular biology,which is important for applying EMS mutagenesis techniques on agricultural production.【期刊名称】《激光生物学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P197-201)【关键词】甲基磺酸乙酯;诱变剂;基因突变【作者】刘翔【作者单位】上海辰山植物园,中国科学院上海辰山植物科学研究中心,上海201602【正文语种】中文【中图分类】Q3190 引言变异是自然界物种进化和选择过程中一个重要的生理现象,是物种进化的原动力,也是保证生物多样性的前提。