太空诱变育种解析.doc

太空诱变是利用太空中的强辐射、微重力、高真空、弱磁场等诱变因子对植物种子、组织、器官或生命个体的基因变异的诱变。
太空诱变育种
摘要:现在,越来越多的国家利用太空诱变来培育新品种,同时在这一方面取得了良好的成果,由此开辟了一条植物育种的新的途径
关键字:太空诱变特点安全性应用展望
、空间诱变育种,、返回式卫星、飞船等航天器将作物的种子、组织、器官或生命个体等诱变材料搭载到200~400 km高空的宇宙空间,利用强辐射、微重力、高真空、,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。其核心内容是利用太空环境的综合物理因素对植物或生物遗传性的强烈动摇和诱变,在较短的时间内创造出目前地面诱变育种方法难以获得的罕见突变种质材料和基因资源,选育突破性新品种,由此而开辟一条植物育种的新途径。
太空诱变的主要因素

太空的重力环境明显不同于地面,未及地球上重力十分之一的微重力(10-3~10-6 g)是引起植物遗传变异的重要原因之一。许多实验证明,植物感受和转换微重力信号,是通过质膜调节细胞内Ca2+水平或磷脂/蛋白质排列顺序的变化等,引起ATP酶、蛋白质激酶、NAD氧化还原酶及光系统中许多酶类的活性变化等,从而在细胞分裂期微管的组装与去组装、染色体移动、微丝的构建、光系统的激活等方而起作用,进而影响细胞分裂、细胞运动、细胞间信息传递、光合作用和生长发育等生理生化过程,并出现细胞核酶变、分裂紊乱、浓缩染色体增加、核小体数目减少等。已有的研究结果还指出,微重力是通过增加植物对其它诱变因素的敏感性和干扰DNA损伤修复系统的正常运作,从而加剧生物变异,提高变异率。

空间辐射源包括来自地磁场俘获的银河宇宙射线和太阳磁暴的各种电子、质子、仅粒子、低能重离子和高能重离子等。它们能穿透宇宙飞行器的外壁,作用于太空飞行器中的生物。研究结果表明,空间诱变与地面辐射处理发生的变异情况有许多类似之处,辐射敏化剂预处理能增加生物损伤。DNA和生物膜是射线作用的靶子。空间辐射主要导致生物系统遗传物质的损伤,如突变、肿瘤形成、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。重离子辐射生物学研究的结果表明,质子、高能重离子等能非常有效地引起细胞内遗传物质 DNA分子的双链断裂和细胞膜结构改变,且其中非重接性断裂的比例较高,从而对细胞有更强的杀伤及致突变和致癌变能力嘲。对植物的研究证明,空间条件尤其是高能离子具有强烈的致变作用,导致细胞死亡、突变、恶性转化,而且在微重力条件下辐射的诱变作用将会加强门。

植物材料在空间飞行时。是受各种空间因素综合作用的,包括高真空、交变磁场、航天器发射过程中的强振、飞行舵内的温度和湿变条件及其他未知因素。。
太空育种的特点

太空中的特殊条件对农作物种子具有强烈的诱变作用。可以产生较高的变异率,其变异幅度大、频率高、。。一般来说,太空育种变异率为5%-10%,最高的诱变率可超出10%以上,其中有益