空間誘變育種-9

1、空間誘變育種研究的新進展空間誘變育種研究的新進展關(guān)鍵詞： 航天誘變育種航天誘變育種(Spaceflight Mutation Breeding) 航空誘變育種（航空誘變育種（Aviation Mutation Breeding ） 高空氣球高空氣球(High Altitude Balloon HAB ） 空間（環(huán)境）空間（環(huán)境）(The aerospace condition) 返回式衛(wèi)星（返回式衛(wèi)星（Recoverable Satellites ） 誘變育種（誘變育種（Mutation Breeding） 空間誘變育種（空間誘變育種（ Space Mutation Breeding ） 指在

2、高空進行各種農(nóng)作物飛行搭載處理,使農(nóng)作物在太空特殊環(huán)境條件下產(chǎn)生突變,返回地面種植選育,獲得生物新品種。 空間誘變育種是航天技術(shù)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是近幾十年來產(chǎn)生的一種嶄新的育種技術(shù)。 農(nóng)作物高空氣球搭載誘變育種特點： 可獲得地面難以得到的罕見突變體,且其變異頻率高、變異幅度大、變異材料容易穩(wěn)定、有利變異多、有利于培育出高產(chǎn)的農(nóng)作物和食用菌的新品種。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1 1國內(nèi)外研究動態(tài)國內(nèi)外研究動態(tài) 2 2空間誘變的條件及方式空間誘變的條件及方式 3 3航天誘變育種的機理航天誘變育種的機理 4 4生物學效應生物學效應 5 5我國航天誘變育種所取得的成就我國航天誘變育種所

3、取得的成就 6 6展望展望 1 1國內(nèi)外研究動態(tài)國內(nèi)外研究動態(tài) 國外關(guān)于航天誘變方面的研究始于國外關(guān)于航天誘變方面的研究始于20世紀世紀5060年代。年代。 近年來近年來,航天大國已在空間站進行了生物學試驗航天大國已在空間站進行了生物學試驗,先后培先后培育出百余種太空植物育出百余種太空植物,為航天誘變育種打下了堅實的基為航天誘變育種打下了堅實的基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 據(jù)不完全統(tǒng)計據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界在全世界在19571994年間發(fā)射空間生命年間發(fā)射空間生命科學衛(wèi)星科學衛(wèi)星113個個,其中搭載植物材料的有其中搭載植物材料的有37次次,包括前蘇包括前蘇聯(lián)聯(lián)16次、美國次、美國14次、中國次、中國7次。次。 我

4、國是世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星和飛船的三個國家之我國是世界上能發(fā)射返回式衛(wèi)星和飛船的三個國家之一一,已經(jīng)成功地發(fā)射了多顆返地衛(wèi)星和飛船已經(jīng)成功地發(fā)射了多顆返地衛(wèi)星和飛船,因此因此,具有具有了航天誘變育種的優(yōu)勢。了航天誘變育種的優(yōu)勢。 我國自我國自1987年發(fā)射的返地衛(wèi)星首次搭載植物種子以來年發(fā)射的返地衛(wèi)星首次搭載植物種子以來,發(fā)射了發(fā)射了9顆衛(wèi)星和顆衛(wèi)星和2艘飛船艘飛船,共吸引全國共吸引全國22個省市的個省市的70多多個單位參與種子搭載試驗個單位參與種子搭載試驗,從中篩選出許多優(yōu)良的植物從中篩選出許多優(yōu)良的植物新品種。新品種。 據(jù)不完全統(tǒng)計據(jù)不完全統(tǒng)計,通過航天誘變育種培育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新通過航天誘

5、變育種培育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種在全國范圍內(nèi)種植面積已達百萬畝以上品種在全國范圍內(nèi)種植面積已達百萬畝以上,產(chǎn)生了良產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。好的經(jīng)濟效益和社會效益。 我國航天超級稻畝產(chǎn)突破我國航天超級稻畝產(chǎn)突破1100公斤創(chuàng)最高紀錄公斤創(chuàng)最高紀錄 2003年年9月月3日，從滇西北金沙江畔永勝縣濤源鄉(xiāng)傳出喜訊：經(jīng)專日，從滇西北金沙江畔永勝縣濤源鄉(xiāng)傳出喜訊：經(jīng)專家現(xiàn)場實割驗收，由我國水稻育種專家培育出的家現(xiàn)場實割驗收，由我國水稻育種專家培育出的優(yōu)航優(yōu)航1號號和和優(yōu)優(yōu)247兩個超級稻，畝產(chǎn)創(chuàng)航天水稻問世以來畝產(chǎn)最高紀錄。兩個超級稻，畝產(chǎn)創(chuàng)航天水稻問世以來畝產(chǎn)最高紀錄。 9月月2日，來自四川省農(nóng)科院

6、、福建省農(nóng)業(yè)廳、云南省麗江市農(nóng)技日，來自四川省農(nóng)科院、福建省農(nóng)業(yè)廳、云南省麗江市農(nóng)技推廣總站的水稻專家推廣總站的水稻專家 ，對我國著名水稻育種專家、福建農(nóng)科院院，對我國著名水稻育種專家、福建農(nóng)科院院長謝華安研究員主持選育的長謝華安研究員主持選育的“優(yōu)航優(yōu)航1號號”和和“優(yōu)優(yōu)247”新組合，新組合，在云南省永勝縣濤源鄉(xiāng)進行現(xiàn)場實割驗收。結(jié)果表明，農(nóng)戶胡紅在云南省永勝縣濤源鄉(xiāng)進行現(xiàn)場實割驗收。結(jié)果表明，農(nóng)戶胡紅兵種植的兵種植的“優(yōu)航優(yōu)航1號號”干谷畝產(chǎn)干谷畝產(chǎn)1162.01公斤；農(nóng)戶張恒昌種植公斤；農(nóng)戶張恒昌種植的的“優(yōu)優(yōu)247”干谷畝產(chǎn)干谷畝產(chǎn)1183.81公斤，畝產(chǎn)均突破公斤，畝產(chǎn)均突破116

7、2公斤，顯公斤，顯示出較高的超高產(chǎn)潛力。示出較高的超高產(chǎn)潛力。 來源：來源： 新華社新華社 2003-09-03 15:03 /編輯：編輯： 李強李強 2空間誘變的條件及方式空間誘變的條件及方式 高空環(huán)境具有高空環(huán)境具有高真空高真空、微重力微重力和和多種高能粒子輻射多種高能粒子輻射等等特點特點, ,具有誘變育種的多種因子具有誘變育種的多種因子, ,這是地球上無法比擬這是地球上無法比擬的。的。 我國空間誘變育種的搭載方式主要有兩種我國空間誘變育種的搭載方式主要有兩種, ,一種是一種是返地返地式衛(wèi)星搭載式衛(wèi)星搭載, ,另一種是另一種是高空氣球高空氣球。 衛(wèi)星搭載：衛(wèi)星搭載： 例如例如1994年年7

8、月月7日我國發(fā)射的日我國發(fā)射的JB-94073型返地式科型返地式科學搭載衛(wèi)星學搭載衛(wèi)星,距地距地175350km,微重力優(yōu)于微重力優(yōu)于110-3,真真空空110-3Pa,輻射量為輻射量為12.8Gy/,總劑量約為總劑量約為191Gy(1419)。 植物種子可以安放在密封的有機玻璃或塑料管內(nèi)植物種子可以安放在密封的有機玻璃或塑料管內(nèi),或縫或縫在布袋里在布袋里,捆扎在加收艙里。捆扎在加收艙里。 樣品經(jīng)飛行回收后樣品經(jīng)飛行回收后,與地面對照材料一起進行培育、種與地面對照材料一起進行培育、種植植,研究空間環(huán)境對植物的誘變作用研究空間環(huán)境對植物的誘變作用,從中篩選出能促進從中篩選出能促進農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)良種

9、子。農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)良種子。 獲得了一批水稻、小麥、青椒、番茄等的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)獲得了一批水稻、小麥、青椒、番茄等的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)新品系新品系,開辟了農(nóng)作物誘變育種的新途徑。開辟了農(nóng)作物誘變育種的新途徑。 高空氣球：高空氣球： 高空氣球的條件一般為高空氣球的條件一般為3040km,停留時間在停留時間在10左右左右,其高度、大氣結(jié)構(gòu)、氣溫、空氣密度、壓力、地磁、其高度、大氣結(jié)構(gòu)、氣溫、空氣密度、壓力、地磁、輻射流（宇宙射線、等離子輻射）均與地面有很大差輻射流（宇宙射線、等離子輻射）均與地面有很大差異異,另外還有強烈的紫外線照射另外還有強烈的紫外線照射,這些條件均可能引起生這些條件均可能引起生物發(fā)生變異。物發(fā)

10、生變異。 高空環(huán)境主要是指對流層以上大氣層高空環(huán)境主要是指對流層以上大氣層,如平流層、電離如平流層、電離層等層等,海拔高度約為海拔高度約為3080km厚的大氣層。厚的大氣層。 與衛(wèi)星搭載相比與衛(wèi)星搭載相比,高空氣球是一種費用較低的方式。高空氣球是一種費用較低的方式。 另外另外,目前已研制出了空間培養(yǎng)箱目前已研制出了空間培養(yǎng)箱,能按設(shè)計要求控制培能按設(shè)計要求控制培養(yǎng)箱內(nèi)在試驗階段的溫度等養(yǎng)箱內(nèi)在試驗階段的溫度等,即小生物艙搭載即小生物艙搭載,將空間試將空間試驗提高到了一個新水平。驗提高到了一個新水平。 3航天誘變育種的機理航天誘變育種的機理 宇宙空間特殊的環(huán)境條件能直接影響生物的生存、生宇宙空間

11、特殊的環(huán)境條件能直接影響生物的生存、生長、發(fā)育、衰老長、發(fā)育、衰老, ,引起生物的基因突變。引起生物的基因突變。 產(chǎn)生變異的主要原因是由以下幾個因素決定的。產(chǎn)生變異的主要原因是由以下幾個因素決定的。 微重力、強輻射、其他因素的復合效應、轉(zhuǎn)座子說微重力、強輻射、其他因素的復合效應、轉(zhuǎn)座子說 3.1微重力微重力 在宇宙空間在宇宙空間,重力僅為地球的重力僅為地球的百萬分之一到十萬分之一百萬分之一到十萬分之一,這是影響生物生長發(fā)育的重要因素之一這是影響生物生長發(fā)育的重要因素之一,也是產(chǎn)生變異也是產(chǎn)生變異的重要原因之一。的重要原因之一。 Kiss J Z等研究微重力對擬南芥幼苗生長發(fā)育的影響等研究微重力

12、對擬南芥幼苗生長發(fā)育的影響,他們認為其種子的發(fā)芽率不受微重力的影響他們認為其種子的發(fā)芽率不受微重力的影響,但是幼苗但是幼苗生長受到抑制生長受到抑制,株形比對照矮小。株形比對照矮小。 微重力能夠使細胞分裂紊亂、染色體畸變、核小體數(shù)微重力能夠使細胞分裂紊亂、染色體畸變、核小體數(shù)目發(fā)生變化目發(fā)生變化,從而影響植物的生長發(fā)育和信號傳遞等生從而影響植物的生長發(fā)育和信號傳遞等生理生化過程。理生化過程。 Anikeeva等認為微重力能夠干擾等認為微重力能夠干擾DNA的損傷修復系統(tǒng)的損傷修復系統(tǒng),抑制抑制DNA損傷的修復損傷的修復,增加植物對其它誘變因素的敏感增加植物對其它誘變因素的敏感性性,加劇生物變異加劇

13、生物變異,提高變異率。提高變異率。 3.2強輻射強輻射 宇宙空間存在著比地球上強得多的宇宙空間存在著比地球上強得多的天然輻射天然輻射,這些射線這些射線包括：包括： 地球磁場捕獲高能粒子后產(chǎn)生的地球磁場捕獲高能粒子后產(chǎn)生的俘獲帶電輻射俘獲帶電輻射 太陽系外突發(fā)性事件中產(chǎn)生的太陽系外突發(fā)性事件中產(chǎn)生的銀河系宇宙射線銀河系宇宙射線(galactic cosmic rays,GCR) 太陽爆發(fā)產(chǎn)生的太陽爆發(fā)產(chǎn)生的太陽粒子太陽粒子(solar particle events, SPE)。 GCR中含有相當量的高能重粒子中含有相當量的高能重粒子(HZE),SPE中重粒子中重粒子占總劑量的占總劑量的10%。

14、 空間重粒子一般是空間重粒子一般是指原子序數(shù)大于或等于指原子序數(shù)大于或等于3的粒子的粒子,具具有很高的能量有很高的能量,比比-射線和射線和-射線具有更強的相對生物射線具有更強的相對生物學效應。學效應。 單個高能重粒子穿過生物體時單個高能重粒子穿過生物體時,生物體內(nèi)蓄積大量的能生物體內(nèi)蓄積大量的能量量,并導致生物體的損傷并導致生物體的損傷,如果能量停留在生物體內(nèi)如果能量停留在生物體內(nèi),則則受到的損傷更大。受到的損傷更大。 高能重粒子高能重粒子(HZE)具有強烈的誘變效應具有強烈的誘變效應,可以導致細胞可以導致細胞的死亡和突變。的死亡和突變。 3.3其他因素的復合效應其他因素的復合效應 生物材料產(chǎn)

15、生突變是飛行環(huán)境中諸多因素綜合作用的生物材料產(chǎn)生突變是飛行環(huán)境中諸多因素綜合作用的結(jié)果。結(jié)果。 諸如大氣結(jié)構(gòu)、空氣密度諸如大氣結(jié)構(gòu)、空氣密度(超真空超真空)、壓力、地磁強度、壓力、地磁強度、氣溫等。氣溫等。 這些因素加上微重力和空間輻射引起生物體內(nèi)遺傳物這些因素加上微重力和空間輻射引起生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而產(chǎn)生變異。質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而產(chǎn)生變異。 3.4轉(zhuǎn)座子說轉(zhuǎn)座子說 隨著基因組研究的深入和發(fā)展隨著基因組研究的深入和發(fā)展,最近中科院遺傳所的專最近中科院遺傳所的專家發(fā)現(xiàn)了新的誘變機制家發(fā)現(xiàn)了新的誘變機制-轉(zhuǎn)座子說。轉(zhuǎn)座子說。 他們研究認為他們研究認為:太空環(huán)境使?jié)摲霓D(zhuǎn)座子激活太空環(huán)境

16、使?jié)摲霓D(zhuǎn)座子激活,活化的轉(zhuǎn)活化的轉(zhuǎn)座子通過移位、插入和丟失座子通過移位、插入和丟失,可以導致基因的變異和染可以導致基因的變異和染色體的畸變。色體的畸變。 這一新的發(fā)現(xiàn)為航天誘變育種的機理研究又增加了新這一新的發(fā)現(xiàn)為航天誘變育種的機理研究又增加了新的內(nèi)容的內(nèi)容,加速了航天誘變育種機理的研究進程。加速了航天誘變育種機理的研究進程。 4生物學效應生物學效應4.1空間環(huán)境對植物生長的影響空間環(huán)境對植物生長的影響 研究表明研究表明: 微重力能減緩植物的生長速度和生長周期微重力能減緩植物的生長速度和生長周期; 進入太空的郁金香花蕾不能開放; 蘭花生長期達6個月; 萵苣幼苗的根冠細胞在微重力的作用下不能再

17、生,而地面上只要4 8天。 空間條件對植物的生長習性及形態(tài)也會產(chǎn)生影響空間條件對植物的生長習性及形態(tài)也會產(chǎn)生影響; 地上部變直立型為簇生型,生長點的趨光性消失,根、莖、葉的生長取向發(fā)生改變,并受種子放置位置的影響。 同時同時,真空條件能夠使植物種子增加對誘變因素的敏感真空條件能夠使植物種子增加對誘變因素的敏感性。性。4.2空間環(huán)境對植物遺傳性變異的影響空間環(huán)境對植物遺傳性變異的影響 空間環(huán)境對搭載種子的影響是連續(xù)的、相互聯(lián)系的空間環(huán)境對搭載種子的影響是連續(xù)的、相互聯(lián)系的. 特別表現(xiàn)在花藥的形成和花粉細胞的發(fā)育上。特別表現(xiàn)在花藥的形成和花粉細胞的發(fā)育上。 高空氣球搭載的谷子高空氣球搭載的谷子:

18、Sp2代大約有代大約有8.6%的植株為不育株的植株為不育株; 在在Sp3代不育株谷子約有代不育株谷子約有23.8%54.9%的花粉發(fā)育成的花粉發(fā)育成熟狀況不佳熟狀況不佳; 顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),未成熟的花粉未成熟的花粉,有的體積小有的體積小,不含淀不含淀粉粒粉粒;有的形狀不規(guī)則有的形狀不規(guī)則;有的內(nèi)含物少、花粉表面內(nèi)陷。有的內(nèi)含物少、花粉表面內(nèi)陷。 花粉細胞形成和發(fā)育的組織切片表明花粉細胞形成和發(fā)育的組織切片表明: 小孢子母細胞減數(shù)分裂開始到小孢子的發(fā)育成熟小孢子母細胞減數(shù)分裂開始到小孢子的發(fā)育成熟,異常情況異常情況均與小孢子母細胞減數(shù)分裂有關(guān)。均與小孢子母細胞減數(shù)分裂有關(guān)。 主要

19、表現(xiàn)在小孢子母細胞的減數(shù)分裂過程中主要表現(xiàn)在小孢子母細胞的減數(shù)分裂過程中: 一是小孢子母細胞在第一次減數(shù)分裂、形成二分體以前中一是小孢子母細胞在第一次減數(shù)分裂、形成二分體以前中止了二分體的形成止了二分體的形成,或者形成異常二分體；或者形成異常二分體； 二是四分體形成以后二是四分體形成以后,小孢子成為有核而無細胞質(zhì)液的散狀小孢子成為有核而無細胞質(zhì)液的散狀,或者是無核膜的核質(zhì)融合體；或者是無核膜的核質(zhì)融合體； 未觀察到與絨氈層細胞發(fā)育異常有關(guān)的情況未觀察到與絨氈層細胞發(fā)育異常有關(guān)的情況,也沒有觀察到也沒有觀察到與中層細胞、藥隔維管束細胞發(fā)育異常的情況。與中層細胞、藥隔維管束細胞發(fā)育異常的情況。 而

20、栽培谷子的雄性不育往往是由于絨氈層細胞發(fā)育異常、而栽培谷子的雄性不育往往是由于絨氈層細胞發(fā)育異常、中層細胞的液泡化、藥隔維管束細胞退化、發(fā)育不良及結(jié)中層細胞的液泡化、藥隔維管束細胞退化、發(fā)育不良及結(jié)構(gòu)紊亂等原因所造成的。構(gòu)紊亂等原因所造成的。 說明空間環(huán)境誘發(fā)的谷子花粉敗育可能與說明空間環(huán)境誘發(fā)的谷子花粉敗育可能與染色體畸變有關(guān)染色體畸變有關(guān),這與栽培谷子的雄性不育系存在著顯著的不同這與栽培谷子的雄性不育系存在著顯著的不同。 空間誘變小麥空間誘變小麥 根尖的畸變細胞數(shù)目高于地面對照組。根尖的畸變細胞數(shù)目高于地面對照組。 棉花誘變材料棉花誘變材料 葉肉細胞排列明顯比對照疏松葉肉細胞排列明顯比對照

21、疏松,尤其是尤其是Sp1的柵欄細胞的柵欄細胞形狀明顯細長形狀明顯細長,葉綠體數(shù)量少葉綠體數(shù)量少,細胞間隙大細胞間隙大,海綿組織細海綿組織細胞不規(guī)則胞不規(guī)則,壓片觀察表明搭載種子后代的染色體看起來壓片觀察表明搭載種子后代的染色體看起來較為細弱較為細弱; 4.3空間環(huán)境對植物產(chǎn)生的生理生化及細胞學效應空間環(huán)境對植物產(chǎn)生的生理生化及細胞學效應 erer 等的研究表明在微重力條件下等的研究表明在微重力條件下,煙草原生質(zhì)體煙草原生質(zhì)體融合的效率明顯提高融合的效率明顯提高; 太空生長植物與地面對照材料之間在激素水平上無顯太空生長植物與地面對照材料之間在激素水平上無顯著差異著差異(如吲哚乙酸、脫落酸等如吲哚

22、乙酸、脫落酸等)。 王希季等報道王希季等報道,空間飛行后的康氏木霉的纖維素酶和葡空間飛行后的康氏木霉的纖維素酶和葡萄糖苷酶活力提高萄糖苷酶活力提高28%以上以上,黑曲霉糖化力和葡萄糖苷黑曲霉糖化力和葡萄糖苷酶活力提高酶活力提高80%以上以上,而且在而且在3年多的使用過程中活力年多的使用過程中活力穩(wěn)定。穩(wěn)定。 李金國等從細胞水平和生化水平上證明了突變的有效李金國等從細胞水平和生化水平上證明了突變的有效性。性。4.4空間誘變獲得材料的分子生物學分析空間誘變獲得材料的分子生物學分析 G.Horneck等等23 研究表明研究表明: 真空度的提高會導致孢子突變頻率的提高真空度的提高會導致孢子突變頻率的提

23、高,但對質(zhì)粒但對質(zhì)粒DNA無無影響。影響。 宇宙射線會導致宇宙射線會導致DNA鏈的斷裂并使材料的成活率降低。鏈的斷裂并使材料的成活率降低。 邢金鵬、陳受宜等利用衛(wèi)星搭載獲得了水稻農(nóng)墾邢金鵬、陳受宜等利用衛(wèi)星搭載獲得了水稻農(nóng)墾58大粒型大粒型突變系。突變系。 通過對突變系及原始對照的通過對突變系及原始對照的RAPD分析分析,找出了與大粒性狀找出了與大粒性狀相關(guān)的特異片段相關(guān)的特異片段OPA18-3,并定位在水稻第并定位在水稻第11條染色體上條染色體上 證明了突變后代在染色體的證明了突變后代在染色體的DNA水平上確實發(fā)生了變異水平上確實發(fā)生了變異。 王斌、李金國等將獲得的綠豆長莢形突變系和其原始王

24、斌、李金國等將獲得的綠豆長莢形突變系和其原始對照品系進行了對照品系進行了RAPD分析。分析。 在在100個引物當中個引物當中,有有3個引物在突變系和原始品系之間個引物在突變系和原始品系之間擴增出了穩(wěn)定的重復性好的多態(tài)性產(chǎn)物擴增出了穩(wěn)定的重復性好的多態(tài)性產(chǎn)物; 而且在這而且在這3個引物的個引物的RAPD圖譜中圖譜中,突變系之間都是一致突變系之間都是一致的的,但它們與原始對照品系之間都有著共同的差異但它們與原始對照品系之間都有著共同的差異; 從分子水平上說明獲得了突變，且突變趨于穩(wěn)定。從分子水平上說明獲得了突變，且突變趨于穩(wěn)定。 韓東、李金國等韓東、李金國等 對對3個同工酶有差異的番茄突變體進行了

25、個同工酶有差異的番茄突變體進行了RAPD分析分析,在在50個引物中個引物中,有有5個引物擴增出了多太性產(chǎn)物。個引物擴增出了多太性產(chǎn)物。 在稻作（在稻作（Xu等，等，1992年年) 、馬鈴薯（、馬鈴薯（Li等）及食用菌等）及食用菌等的空間誘變材料也進行等的空間誘變材料也進行RAPD分析，從分子水平證分析，從分子水平證明了突變。明了突變。5我國航天誘變育種所取得的成就我國航天誘變育種所取得的成就 自自1987年以來年以來,我國利用返回式衛(wèi)星及氣球進行了空間我國利用返回式衛(wèi)星及氣球進行了空間誘變育種的嘗試。誘變育種的嘗試。 到目前為止到目前為止,我國利用航天誘變技術(shù)已培育水稻、小麥、我國利用航天誘變

26、技術(shù)已培育水稻、小麥、玉米、大豆、青椒、蕃茄、黃瓜等許多農(nóng)作物、蔬菜玉米、大豆、青椒、蕃茄、黃瓜等許多農(nóng)作物、蔬菜和一些花卉新品種和一些花卉新品種(系系)及優(yōu)良菌種。及優(yōu)良菌種。 5.1糧食作物和經(jīng)濟作物糧食作物和經(jīng)濟作物 許多農(nóng)作物種子經(jīng)過空間誘變處理許多農(nóng)作物種子經(jīng)過空間誘變處理,獲得了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、獲得了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟、抗病性和抗逆性強的新品種早熟、抗病性和抗逆性強的新品種(系系)。 水稻水稻 徐建龍徐建龍(1997年年) 從特早晚粳稻丙從特早晚粳稻丙95-503的的2代中篩選出株高比對照高代中篩選出株高比對照高10cm,穗形加大穗形加大,平均每穗數(shù)平均每穗數(shù)85.3粒粒,比對照多比對照

27、多15.2粒的突粒的突變體。變體。 在中熟晚粳加在中熟晚粳加59后代中發(fā)現(xiàn)了多穗、大穗豐產(chǎn)型的突后代中發(fā)現(xiàn)了多穗、大穗豐產(chǎn)型的突變體變體,有望直接育成新品種有望直接育成新品種(系系)。 江西省宜豐農(nóng)科所和中科院遺傳所合作（江西省宜豐農(nóng)科所和中科院遺傳所合作（1988） 選育出太空特種稻選育出太空特種稻,單產(chǎn)單產(chǎn)1.2萬萬kg/hm2。還選育出新的不。還選育出新的不育系、優(yōu)質(zhì)黑米和紅米新品種。育系、優(yōu)質(zhì)黑米和紅米新品種。 撫州地區(qū)農(nóng)科所（撫州地區(qū)農(nóng)科所（2000） 選育的太空早秈優(yōu)質(zhì)早熟新品種選育的太空早秈優(yōu)質(zhì)早熟新品種5025通過了江西省通過了江西省省科委成果鑒定省科委成果鑒定,比對照增產(chǎn)比對

28、照增產(chǎn)16.3%17.9%,高抗稻瘟高抗稻瘟病病,適應性廣。適應性廣。 小麥航天誘變育種同樣也取得了新進展小麥航天誘變育種同樣也取得了新進展 小麥航天小麥航天2號已進入了生產(chǎn)應用。號已進入了生產(chǎn)應用。 張世成等張世成等(1992) 利用衛(wèi)星高空處理小麥豫麥利用衛(wèi)星高空處理小麥豫麥13,獲得高產(chǎn)新品系。該品獲得高產(chǎn)新品系。該品系比對照豫麥系比對照豫麥2號增產(chǎn)號增產(chǎn)7.3%,比原豫麥比原豫麥13增產(chǎn)增產(chǎn)3.4%,且比且比原豫麥原豫麥13抽穗期、成熟期提早抽穗期、成熟期提早12,穗增大穗增大,成穗數(shù)提成穗數(shù)提高高,豐產(chǎn)性好。豐產(chǎn)性好。 江西省農(nóng)科院江西省農(nóng)科院 選育出特早熟、品質(zhì)優(yōu)良的黑大麥及早熟優(yōu)

29、質(zhì)抗病小選育出特早熟、品質(zhì)優(yōu)良的黑大麥及早熟優(yōu)質(zhì)抗病小麥新品系。麥新品系。 高粱高粱 趙玉錦等趙玉錦等(1997)利用返回式衛(wèi)星搭載的純系高粱品種晉利用返回式衛(wèi)星搭載的純系高粱品種晉糧糧5號。號。 獲得了矮稈早熟突變體，成熟期縮短獲得了矮稈早熟突變體，成熟期縮短15左右左右,株高降株高降低低40cm。 通過對通過對SP3代種子品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)代種子品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),種子中亮氨酸含量和種子中亮氨酸含量和可溶性糖含量明顯提高可溶性糖含量明顯提高,單寧含量顯著降低單寧含量顯著降低。 大豆大豆 通過航天誘變育種培育的高產(chǎn)、抗病大豆新品系航天通過航天誘變育種培育的高產(chǎn)、抗病大豆新品系航天1號號,產(chǎn)量比對照增產(chǎn)產(chǎn)

30、量比對照增產(chǎn)11%以上。以上。 東北農(nóng)業(yè)大學大豆研究所東北農(nóng)業(yè)大學大豆研究所 從衛(wèi)星搭載處理的大豆中篩選出多分枝優(yōu)良變異體從衛(wèi)星搭載處理的大豆中篩選出多分枝優(yōu)良變異體,有有望獲得高產(chǎn)新品種望獲得高產(chǎn)新品種(系系)。 中科院遺傳所中科院遺傳所(1996) 用衛(wèi)星搭載處理的花生獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的株系用衛(wèi)星搭載處理的花生獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的株系,其產(chǎn)量是其產(chǎn)量是對照的對照的2倍。倍。 高空氣球搭載高空氣球搭載 1987年高空氣球搭載粳稻中作年高空氣球搭載粳稻中作59、海香品種、海香品種,在第在第2代代形態(tài)產(chǎn)生分離形態(tài)產(chǎn)生分離,從中分離出一些優(yōu)質(zhì)米類型從中分離出一些優(yōu)質(zhì)米類型,性狀能在后性狀能在后代中穩(wěn)定遺傳。

31、代中穩(wěn)定遺傳。 在第在第4代中有一些株系能恢復秈稻不育系的植株代中有一些株系能恢復秈稻不育系的植株,將為將為水稻亞種間雜交稻找到良好的恢復系材料；水稻亞種間雜交稻找到良好的恢復系材料； 1992年找到了年找到了24個有生產(chǎn)價值的雜交組合個有生產(chǎn)價值的雜交組合,其雜種優(yōu)勢其雜種優(yōu)勢強強,結(jié)實率達結(jié)實率達80%93%,種子飽滿度好種子飽滿度好,有些雜交組合有些雜交組合后代的千粒重在后代的千粒重在30以上以上,有可能成為糧食增產(chǎn)的一個有可能成為糧食增產(chǎn)的一個新突破。新突破。 5.2蔬菜作物蔬菜作物 我國自我國自1987年開始利用返回式地面衛(wèi)星搭載蔬菜種子年開始利用返回式地面衛(wèi)星搭載蔬菜種子,先后獲得

32、黃瓜、辣椒、茄子、蕃茄、蓮子、青花菜等先后獲得黃瓜、辣椒、茄子、蕃茄、蓮子、青花菜等多種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜突變體多種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜突變體,培育出許多新品種培育出許多新品種(系系),直接直接用于了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。用于了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 中科院遺傳所（中科院遺傳所（1996） 利用返回式衛(wèi)星搭載黃瓜種子利用返回式衛(wèi)星搭載黃瓜種子,經(jīng)過經(jīng)過5年選育已獲得產(chǎn)量年選育已獲得產(chǎn)量高、口味好、果型大的新品系太空黃瓜高、口味好、果型大的新品系太空黃瓜96-1。產(chǎn)量在。產(chǎn)量在6000kg/6672左右左右,單果平均長單果平均長40cm,重達重達1kg,最大單最大單果可達果可達52cm,重重1.8kg。 太空黃瓜太空黃瓜96-1可以

33、在極嫩時采摘可以在極嫩時采摘,有一股特殊的清香味有一股特殊的清香味,口感比普通黃瓜更鮮脆口感比普通黃瓜更鮮脆,并且表現(xiàn)出抗霜霉病及植株高并且表現(xiàn)出抗霜霉病及植株高大、健壯等特性。大、健壯等特性。 同時同時,用太空黃瓜和密刺型黃瓜進行雜交用太空黃瓜和密刺型黃瓜進行雜交,獲得了重達獲得了重達1000、長達、長達40cm的頂花帶刺、具有較高商品價值的的頂花帶刺、具有較高商品價值的黃瓜新品系。黃瓜新品系。 1987年衛(wèi)星搭載處理甜椒種子年衛(wèi)星搭載處理甜椒種子,經(jīng)多年選育于經(jīng)多年選育于1998年培年培育出育出600的大果后代的大果后代,其其Vc含量提高了含量提高了20%,可溶性固可溶性固形物提高形物提高

34、25%左右左右,比地面對照增產(chǎn)比地面對照增產(chǎn)30%120%。 另外另外,還培育出太空茄子、太空蓮子、太空菜葫蘆等多還培育出太空茄子、太空蓮子、太空菜葫蘆等多種蔬菜。種蔬菜。5.3花卉花卉 1988年衛(wèi)星搭載處理的石刁柏種子年衛(wèi)星搭載處理的石刁柏種子,種植后出現(xiàn)雌雄同株的抗鹽堿種植后出現(xiàn)雌雄同株的抗鹽堿的突變類型。的突變類型。1994年衛(wèi)星搭載的百合種子年衛(wèi)星搭載的百合種子,種植后多數(shù)比對照提前開花種植后多數(shù)比對照提前開花27,少數(shù)品種花期甚至提早少數(shù)品種花期甚至提早20,耐霜性強耐霜性強,獲得了當代鱗莖比對照大獲得了當代鱗莖比對照大一倍的突變體。一倍的突變體。1996年中科院遺傳所衛(wèi)星搭載了年中科院遺傳所衛(wèi)星搭載了20種花卉種子種花卉種子,獲得花期長、分枝獲得花期長、分枝多、花朵大、矮化性狀明顯的一品紅多、花朵大、矮化性狀明顯的一品紅;原本紅色的矮牽牛出現(xiàn)了花色相間、一株上長出不同顏色的花朵原本紅色的矮牽牛出現(xiàn)了花色相間、一株上長出不同顏色的花朵;三色堇花色變?yōu)闇\黃色三色堇花色變?yōu)闇\黃色,花期更長花期更長;并從萬壽菊、八月菊、小麗菊、黑心菊、醉菊等中篩選出了花朵并從萬壽菊、八月菊、小麗菊、黑心菊、醉菊等中篩選出了花朵變大、花期變長的有益突變體。變大、花期變長的有益