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航天育种,太空种子,“航天育种”:现代农业的全新尝试,中国农业网专题
导语
  随着“神九”的顺利发射升空,“太空经济”再次成为了热门话题。作为“太空经济”发展的一部分,“航天育种”以其对农业现代化的推动作用而备受关注。什么是“航天育种”?太空种子有辐射吗?我们吃的蔬菜,哪些是由太空种子培育出来的?
概况

        航天育种也称为空间技术育种或太空育种,就是指利用返回式航天器和高空气球等所能达到的空间环境对植物的诱变作用以产生有益变异,在地面选育新种质、新材料,培育新品种的农作物育种新技术。就是让普通种子成为太空种子。
  “航天育种”起源于上世纪60年代,是利用返回式卫星或热气球所达到的空间环境(空间宇宙射线、微重力、高真空、交变磁场等因素),对农作物种子或微生物产生诱变作用,使其产生变异。再经地面常规选育,培育出新种质、新品系、新品种的育种高技术。目前,世界上只有中国、俄罗斯和美国三个国家成功地开展了这项技术。
  我国首批 “航天种子”诞生于1987年。截至目前,我国“航天育种”共搭载了包括粮食、经济作物、蔬菜、花卉、微生物菌株等800多个品种,成果颇丰。
  然而在2012年6月16日发射的神舟九号也即将归来,飞船上搭载的蔬菜种子也将结束太空之旅。据悉,此次神九搭载的蔬菜主要搭载了玉米、辣椒、茄子、番茄、刀豆等种子。

育种
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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提供选择,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。
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航天育种的优势
   一是变异率高,比普通诱变育种高3-4倍。基因变异频率越高,培育出新品种的概率就越大。
  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。
  三太空育种可以创造许多在地面上无法获得的新的基因资源,从而为培育出新的作物品种奠定基础。
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影响太空育种的因素
   1.种子纯度:目前在国内外,种子搭载之前首先要进行种子的纯度检测,保证种子的纯度。搭载回来以后要进行地面第1次试种,出苗时形态性状会表现很多性状分离,要对每1株进行检测。选择有良好变异的单株进行第2代种植,仍然出现非常大的性状分离,把性状不好的全部淘汰掉,把好的突变体后代再进行第3代种植。第3代种植后,把最好性状的种子搜集起来种植第4代,一般第4代很稳定,即获得了1个稳定的新品种。
  2.生长环境:要特别注意种子生长过程中的生长环境问题...【详情
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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...【详情
争议
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“太空育种”并不比地面育种更有优势
   综合各种因素,太空环境对植物的生理和遗传性主要有哪些影响,这些影响由哪些因素促成,以及如何产生影响至今都还没有定论,也因此,太空育种计划自启动以来就引起了一些专家的争论。
  分子生物学博士方舟子曾经表示,“太空诱变”和其他诱变方法在本质上是一样的,不可能有任何优势。所谓“太空育种”并不比地面育种更有优势,反而占用了宝贵的航天资源,完全是一种炒作,因此对之应该给予否定。
   方舟子表示,突变没有方向性首先是在遗传学实验中观察到的一个事实,之后又被分子遗传学的基础研究所证实。当我们用辐射、药物处理种子时,是在盲目地攻击种子中的DNA,DNA序列或结构会发生什么样的变化无法预知,那么它们会如何改变生物体的功能也是随机的。
  由于生物体经过长期的进化之后,其结构和功能之间的关系已相当的完善、协调,盲目地改变它,在绝大部分情况下会是有害或无用的。只有非常偶然的情况会出现个别我们乐于见到的有益突变。
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“太空菜”是否可以放心食用
   太空食品和普通食品没有什么区别,是很安全的食品。关于太空食品安全性的问题,专家普遍认为,太空育种并没有将外源基因导入作物中使之产生变异。作为诱变育种技术,太空育种可使作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变。这种变异和自然界植物的自然变异一样,只是时间和频率有所改变。太空育种本质上只是加速了生物界需要几百年甚至上千年才能产生的自然变异。太空中宇宙射线的辐射较强,这是植物发生基因变异的重要条件。目前,人工辐射育种中的辐射剂量只是国际食品安全辐射量的几十分之一,而太空中的辐射剂量还不到辐射育种辐射剂量的百分之一。宇宙射线引起的基因变异经常会让人想到转基因食品。转基因作物是将外源基因导入植物体内而培育出的新品种,如转基因大豆是将非大豆植物甚至动物、微生物的基因导入而产生的变异。而太空育种则是让作物的种子自身发生变异,没有外源基因的导入。我国颁布的有关转基因安全管理规定中特别排除了对自身通过突变产生的新物种的管理,这也说明太空育种是非常安全的,不用担心其产品的安全性。太空食品是按照人类需要选择出来的,不是转基因食品。至于污染,则是栽培方法和使用农药、化肥的问题。
展望
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太空育种成果
   1、粮食作物:自1987年以来,我国利用返回式卫星或高空气球搭载了多种植物种子,研究了空间条件对植物种子的诱变,并选育了一些新的突变类型和具有优良农艺性状的新品系,特别是在水稻航天诱变育种上取得了丰硕的成果,先后已育成8个水稻新品种(组合),并通过省级品种审定委员会审定。分别为江西省抚州地区农业科学所选育的“赣早籼47号”,2000年4月通过江西省农作物品种审定委员会审定;浙江省农业科学院原子能所培育的“航育1号”(1 998年通过审定),广东省华南农业大学农学系选育的“华航1号”;湖南省培育的“宇航2号”和福建省农科院培育的“Ⅱ优航l号”;广西农业大学选育的3个籼粳杂交组合,94年通过省级品种审定...【详情
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太空育种研究进展
  据统计,一般种子太空中突变率仅在0.05%———0.5%之间,一点变化都没有的种子有很多。   
   原中国科学院遗传所研究员,被称为“中国空间育种第一人”的蒋兴村告诉记者,太空育种主要是通过强辐射,微重力和真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来植物的形态、生理和进化始终受地球环境的影响,因此一旦进入太空将有可能产生地面上难以获得的基因变异。从卫星搭载回的物品中精选出优质的品种,植物的果实大小、营养物质的含量以及抗病虫害等方面均有显著改善。 植物的种子只要送上太空就能产生突变?现在对于太空育种的宣传,往往让人对太空育种的神奇充满向往...【详情
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太空育种的意义
   人类的生存、生产活动随着科学技术和国民经济的发展从最初的陆地、海洋、大气层进入地球轨道空间和外层空间,并且开始适应、研究、认识、利用和开发太空环境,这是人类文明史上的一次伟大飞跃。
  太空环境蕴藏着极其丰富和多种多样的资源。太空育种这一选育良种新手段,具有不可低估的经济效益和社会效益。太空育种也是利用太空资源的一次成功的尝试...【详情
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太空育种前景分析
   对于太空育种未来发展前景,应重点选择用于西部开发的生态恢复的植物。因为支援西北地区,要有大量饲草、固沙的草本植物和灌木、抗寒和抗旱的树种,同时还要搭载能源植物和中草药。蔬菜要选择精品蔬菜种子搭载。花卉主要是搭载试管苗和高附加值的花卉。林木方面,神舟4号飞船搭载了美国红栌、杨树和红豆杉3种经济树种,今后我国还应继续搭载林木树种,同时还应从俄罗斯引进经过和平号空间站搭载的树种...【详情
展示
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   甘肃省天水市中国西部航天(太空)育种基地工作人员展示培育的新品种航茄118F1。
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   这种太空彩椒最大可长到20-30厘米,单只辣椒可达1斤多重,每亩的产量可以达到1万公斤
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  南瓜直径近1米,高0.6米,重360斤。它是通过航天育种培育成的新种,是泰州培育的最大的南瓜。该南瓜重量在全国特大南瓜中名列前茅,堪称“南瓜王”。
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  “太空蔬菜”——苦瓜,搭载“神舟六号”遨游太空的蔬菜种子,经过专家4年的精心培育,优质“太空蔬菜”繁育成功,产量将普遍提高30%。
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