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中药材种子搭载太空实验昨日返回

医案日记 2023-05-09 00:23:57

中药材种子搭载太空实验昨日返回

昨天上午,来自全国各地的15家高新技术企业领回了随中国第18颗返回式科学实验卫星返回的116种太空种子。

在“交接仪式”展台上,端端正正地摆放着6个红色的盒子,盒子上系着红绸带,里面装着经过太空诱变后的各类种子。中国航天科技集团北京地区空间环境应用部的李金红女士激动地说:“这批种子品种繁多,有棉花种、蔬菜种、花卉种、沙棘种,还有濒临灭绝的中药材甘草种子。种子随卫星经过了18天的轨道运行。”据介绍,这些种子都是企业自己筛选的,为了防止太空静电,每包种子都要用锡纸包好。

中国医药集团是本次“航天育种工程”北京地区的合作企业,该集团韩培经理说:“中药材种子接受太空诱变育种实验,这还是头一次。因为野生甘草资源太少,人工育种又很难通过评审鉴定。”

中国航天科技集团公司有关专家透露,未来两年我国将发射4颗返回式卫星,航天育种工程的工作已全面展开。

选自:慧聪医药商务网

2022年上半年有什么重大科学成果

2022上半年国内重大科技成果
1.人工智能MOML算法保障冬奥气象预报
相比夏奥,冬奥会受天气影响更大。在中国科学院院士、北京大学副校长、北京大学重庆大数据研究院首席科学家张平文领衔下,该院研究团队参与了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项项目“冬奥赛场定点气象要素客观预报技术研究及应用”课题研究,开发出人工智能MOML算法赋能天气预报模型,使预报更精准。
据了解,MOML算法在温度、湿度、风速、风向等天气要素上已取得突破,不仅可以很好地辅助预报员,大幅减少预报员的工作量,相比常规方法来说,它将预报的准确性提高了10%以上。
2.“墨子号”实现1200公里地表量子态传输
2022年5月6日,中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。相关研究成果日前在线发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。
3.瞄准肿瘤治疗前沿,质子装置国产化加速
2022年5月,首台国产质子治疗示范装置180度旋转束治疗室在上海交通大学医学院附属瑞金医院启用,首批患者接受治疗。
质子治疗是世界上最先进的肿瘤治疗手段之一,有治疗精准、副作用小、患者生活质量高等优点。
4.迄今构建规模最大的小鼠单神经元全脑投射图谱问世
在我国科学家努力下,迄今构建规模最大的小鼠单神经元全脑投射图谱问世。2022年3月31日,国际学术期刊《自然一神经科学》以封面文章形式在线发表了相关研究论文。
据介绍,神经元在大脑中的长程投射,如同交通网络中的干线一样,至关重要。这项最新研究,在国际上率先重构了小鼠大脑前额叶皮层6357个单神经元的全脑投射图谱,是此前国际上所有研究小鼠单神经元全脑投射数量的两倍以上。研究还揭示出前额叶皮层内部联接和外部投射的规律,提出前额叶皮层可能的工作模型。
5.神舟十三号搭载的作物种子顺利出舱解密太空育种
2022年4月26日,神舟十三号载人飞船返回舱在京完成开舱。中国农业大学等单位搭载的作物种子顺利出舱。据了解,此次搭载神舟十三号返回的不仅有中药材种子,还有水稻、食用菌、生菜等各类植物种子。它们来自不同地区、单位,有些侧重于基础研究,有些则侧重于品种培育。
太空育种,也称航天育种、航天诱变育种,是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异,进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源,是一种将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来的高新技术。与传统育种技术相比,太空育种最大优势在于空间诱变材料的变异率高、育种周期短,可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源。
6.我国创造大气科学观测世界纪录
2022年5月15日凌晨1时许,“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270米的中科院珠峰站附近发放场地升空,开启第二次青藏科考“巅峰使命”珠峰科考的浮空艇观测任务。
此次执行观测任务的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米,高19米,体积9060立方米。主要用于观测海拔9000米高空大气组分垂直变化和传输过程,搭载了水汽稳定同位素分析仪以及黑碳、粉尘、甲烷/二氧化碳和风温湿压观测仪。获得的青藏高原海拔9000米高空的大气组分变化科学数据,可以研究、追踪区域水循环,为揭示“亚洲水塔”水的来源提供关键科学数据和理论基础,也可为全球变暖背景下青藏高原水一生态一人类活动链式变化应对策略的提出提供重要科学依据。
7.“探索二号”搭载“深海勇士”号探秘深海冷泉
2022年5月11日,“探索二号”科考船搭载着“深海勇士”号返航,圆满完成2022年度深海原位科学实验站第一航段任务——深海原位实验室在南海冷泉区的海试任务。
在完成深海原位实验室海试任务的同时,通过“深海勇士”号在南海冷泉区开展了冷泉流体渗漏的生态环境效应科考,获取了海马冷泉区及其东北方向的两处新生冷泉活动区一批重要的流体、沉积物和生物样本,并通过深海原位实验室对其中的一处渗漏口进行了流体组分、微生物群落等的72小时原位观测。冷泉系统是一种深海自然现象,由富含甲烷的流体渗漏至海底而形成。这次科考也对进一步揭开南海冷泉的神秘面纱提供了丰富的资料。
2021年国内重大科技成果
1.异源四倍体野生稻快速驯化获突破
中国科学院种子创新研究院/遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,旨在最终培育出新型多倍体水稻作物,从而大幅提升粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来应对粮食危机提出了一种新的可行策略,开辟了全新的作物育种方向。
2.“祖冲之号”“九章二号”量子计算原型机研制成功
5月8日,中科大团队制造的“祖冲之号”,打破了量子计算机最大量子比特数的世界纪录。它以一个62比特的超导量子计算原型机,实现了可编程的二维量子行走。10月,它又升级到了“祖冲之二号”,可以操纵66个比特。
10月,中国科大、中科院上海微系统与信息技术所等构建了113个光子的“九章二号”,处理“高斯玻色取样”速度比目前最快的超级计算机快1024倍,进一步提供了量子计算加速的实验证据。
这两台计算机的问世,意味着我国量子计算机已进入2.0时代,我国在量子计算领域的优越性再次增强(国外称之为“量子霸权”),目前全球只有中美两个国家实现了量子霸权。
3.我国首次火星探测任务天问一号着陆火星
2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,在火星上首次留下中国人的印迹,迈出了我国星际探测征程的重要一步。
6月11日,国家航天局举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式,公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图,标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。
在中国航天发展史上,天问一号任务实现了6个首次,一是首次实现地火转移轨道探测器发射;二是首次实现行星际飞行;三是首次实现地外行星软着陆;四是首次实现地外行星表面巡视探测;五是首次实现4亿公里距离的测控通信;六是首次获取第一手的火星科学数据。
天问一号探测器由环绕器、着陆器和巡视器组成。其三大目标是环绕、着陆和巡视。
4.“拉索”发现迄今最高能量光子
2021年5月17日,《自然》发表的一项最新成果,改变了人们对银河系的传统认知:位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)在银河系内发现2个能量超过1拍电子伏特(PeV,1000万亿电子伏特)的光子,这2个超高能光子分别来自天鹅座和蟹状星云,其中1个光子能量高达1.4PeV。
“这是人类迄今观测到的最高能量光子,突破了人类对银河系粒子加速的传统认知,开启了超高能伽马天文学的时代。”中科院高能所研究员、“拉索”首席科学家曹臻说。
7月9日,《科学》报道“拉索”精确测量了高能天文学标准烛光的亮度。科学家们确认,这个标准烛光就是由宋朝记录的“天关客星”经千年演化形成的著名天体——蟹状星云。“拉索”测量了标准烛光在2400倍的能量范围内的亮度,尤其是在能量最高的超高能伽马波段测定了新标准。
5.神舟两次成功发射中国人长期驻守太空
2021年6月17日,神舟十二号载人航天飞船成功发射,并与天和核心舱成功完成对接。9月17日三位宇航员(聂海胜、刘伯明、汤洪波)回到地球。神舟十二号是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务,也是空间站阶段首次载人飞行任务。
2021年10月16日,神舟十三号将另外三名航天员(翟志刚、王亚平、叶光富)送上太空,他们要驻留半年,这也是空间站航天员乘组一般的驻留周期。这意味着,中国的载人航天迈过试验阶段,实现太空往返常态化。中国的空间站即将成为人类探索宇宙的主力阵地。神舟十三号是中国空间站关键技术验证阶段第六次飞行。
6.金沙江白鹤滩水电站投产发电
2021年6月28日,世界第二大水电站——白鹤滩水电站,首批机组正式投产发电。白鹤滩水电站位于云南和四川交界的金沙江干流上,是当今世界在建的规模最大、难度最高的水电工程。它的最大坝高289米,排名世界第三;总装机容量达1600万千瓦,仅次于三峡水电站。
主席为此致贺信指出:“白鹤滩水电站是实施西电东送的国家重大工程,是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大突破。”
7.首次实现淀粉全人工合成
中科院天津工业生物技术研究所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法,不依赖植物光合作用,以二氧化碳、电解产生的氢气为原料,成功生产出淀粉,国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能,取得原创性突破。相关研究成果9月24日在线发表于《科学》杂志。
这一合成生物学领域重大原创突破,有望对粮食生产产生革命性影响,对生物制造产业的发展具有里程碑意义。
8.凯勒几何两大核心猜想被证明
2021年11月初,媒体报道,《美国数学会杂志》发表了中国科学技术大学几何物理中心创始主任陈秀雄教授与合作者程经睿在偏微分方程和复几何领域取得的“里程碑式结果”。
他们解出了一个四阶完全非线性椭圆方程,成功证明了“强制性猜想”和“测地稳定性猜想”这两个国际数学界60多年悬而未决的核心猜想,解决了若干有关凯勒流形上常标量曲率度量和卡拉比极值度量的著名问题。
9.我国首个抗新冠病毒特效药获批上市
12月8日,国家药品监督管理局宣布,应急批准腾盛华创医药技术公司的新冠病毒中和抗体联合治疗药物安巴韦单抗注射液及罗米司韦单抗注射液注册申请。这是我国首个获批的自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物。
此获批标志着中国拥有了首个全自主研发并经过严格随机、双盲、安慰剂对照研究证明有效的抗新冠病毒特效药。
10.“嫦娥五号”样品重要研究成果先后出炉
2021年10月19日,中国科学院发布“嫦娥五号”月球科研样品最新研究成果。科研人员利用超高空间分辨率铀—铅(U-Pb)定年技术,对“嫦娥五号”月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物进行分析,确定玄武岩形成年龄为20.30±0.04亿年,表明月球在20亿年前仍存在岩浆活动,比以往月球样品限定的岩浆活动时间长了约8亿年。

把种子送上太空再运下来种,种出来的东西比较大,到底是怎么回事?

对于种子来说,在太空接受了微重力、高辐射的影响,所以回地球后会发生一定的改变。

宇宙中大剂量的电离辐射使得种子遗传变异,有几率形成高产的品种,如果形成了好的变异,遗传育种专家会经过筛选,挑出好的品种,并培养成品系,用于大规模种植。



因为太空没有大气的保护存在着各种各样的辐射,这些辐射使得种子的基因发生基因突变,但是基因突变并不能定向,也就是说不一定接出的果实就会特别大,可能特别小,可能是畸形,甚至可能无法接出果实,有的甚至发芽生长都不能了,只是因为带到太空的种子数量很多,肯定会有向好的方向突变的,科学家当然会选出好的而丢弃坏的。

所以我们看到的太空果实其实是突变的幸运儿.其实自然界的进化就是这样发生的,由于基因比较稳定,所以发生突变的几率很小,而且只有发生突变后更适合环境的个体才能生存下来,这就是自然进化为什么这样缓慢的原因.上太空的作用就是加大了突变发生的几率,突变多了自然会有人们想要的.

太空种子是精选的作物种子通过航天飞行器搭载到太空,在空间特殊环境下使种子发生变化。然后再到地面进行优选的育种手段。太空种子是由中国航天工业总公司航天育种中心和中国农科院、中科院合作的项目。 选择大田作物、蔬菜、花卉、中药材等优良种子,搭载到我国返回式卫星飞行5-7天后返回陆地,在空间环境下(如失重、真空、紫外线、磁场等)使种子发生变化,再到地面,栽培试验4-5年选种形成太空种子。比较成熟的为蔬菜种子甜椒、尖椒、西红柿、南瓜、西瓜、油菜等。

经过 太空育种 的植物,品质有了哪些改变?

科学家认为,太空育种主要是通过强辐射,微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响,一旦进入失重状态,同时受到其他物理辐射的作用,将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。综合太空辐射、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性状具有强烈影响,但是究
竟主要是哪些因素产生影响,以及如何产生影响,至今还没有定论。 经历过太空遨游的农作物种子,返回地面种植后,不仅植株明显增高增粗,果型增大,产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。 太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实。但是对太空育种原理的解释仍在争论之中。
编辑本段什么是太空育种?
太空育种:也称空间诱变育种,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。太空育种具有有太空育种
益的变异多、变幅大、稳定快,以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3-4倍,育种周期较杂交育种缩短约1倍,由8年左右缩短至4年左右。 目前,世界上只有美国、俄罗斯、中国成功地进行了卫星搭载太空育种。我国是1987年开始将蔬菜等搭载上天的。 太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径。是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一,通过已进行的太空农业试验,植物、动物等生物体的许多特性奥秘被揭示。目前,世界上只有美国、俄罗斯、中国三个国家拥有返回式卫星技术。在这方面,中国走在世界前列。
编辑本段总体概况
2002年6月,美国威斯康星大学空间实验室开始开展空间诱变工作。把玫瑰带上天,目的是获得玫瑰油含量高的玫瑰突变体;同时还有大豆,主要是为了获得优良的大豆性状。俄罗斯曾把做圣诞树的青杆或白杆(松科冷杉亚科云杉属植物)带上天,现在西伯利亚和哈萨克斯坦地区大面积种植,从太空回来的圣诞树长得非常高大。美国曾放弃空间诱变工作,现在正在加紧研究。 利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的工作始于20世纪60年代。我国的太空育种始于1987年,最初只是想了解种子经过太空搭载会发生什么变化。我国自1987年8月5日第1次利用返回式卫星搭载植物种子以来,已成功进行了10余次太空育种试验。先后共有70多种植物的l 000多个品种的种子进行了太空育种试验,共吸引全国23个省(市)的70多个单位参与种子搭载试验。通过太空育种,水稻出现了大穗、大粒、优质、高产新品系,如经太空诱变育种培育出的航育1号水稻新品种株高降低14 em,生长期缩短13 d,增产5%~10%;水稻新品种华航一号穗大、粒多、结实率高,可增产10%,产量达7 500 kg/hm2。此外,通过太空育种还获得了许多矮秆、丰产、早熟的小麦新品系,其产量较一般品种高10%~15%;在青椒育种方面,通过太空育种培育出l批高产、优质、抗病的新品系,如8-2青椒的单果重>250g,产量751300kg/hm2,维生素C含量增加20%。 据不完全统计,迄今为止,中国已经有22个省(市)参与了航天育种工作,通过国家审定的品种已经有38个,80多个品种在大面积推广。以前太空育种多集中于水稻、小麦及蔬菜,而现今已经延伸至林业中的用材林木、城市森林景观的园林植物、还有当今被称为能源植物的油料植物,其中部分品种已经大面积推广,特别是在广西、福建、甘肃都有大面积种植。1994年和1996年四川农业大学玉米研究所率先在国内开展玉米空间诱变育种研究,从中获得1份具有矮化作用的由隐性单基因控制的细胞核雄性不育新材料,为遗传学研究和育种利用提供了宝贵资源。该不育材料的雄穗不发达,分枝少,分枝顶端有退化迹象,不育株无任何花药外露。不育花药瘦瘪、细小,只有可育花药的1/3大小。挤压不育花药使其破裂,没有花粉散出,败育彻底,育性表现稳定,不受光照和温度等环境条件影响,是1个“无花粉型”的雄性不育。生物在太空环境中性状发生改变的主要原因是,太空环境因素引起染色体损伤,导致生物体对受损部位进行修复,在大量修复过程中造成修复出错,使染色体DNA结构发生改变而造成表达性状的变异。
编辑本段研究领域
早在20世纪80年代,林木遗传育种界就接到航天部门的征询,是否有林木种子送上天。出于试验周期长和辐射难以改变数量性质等认识,此事并没有得到响应。如今,专家逐渐开始关注林木种子上天一事,是因为种种原因发生这样2个变化:①林木遗传育种目标改变。由过去单一的追求林木生长量转变为追求多种经济效益和适应性;②对太空的认识也发生了变化。 学术界意识到太空有许多辐射是人类试验难以模拟的。因此,专家们越来越期待通过林木种子上天,来改变林木种子的质量性状,如色彩和粒性等由单基因控制的性状,以期在林木遗传育种领域寻求新的突破。这是时代发展的结果,也是林木遗传科学发展的结果。 早在20世纪50年代,林业界就开始了人工诱变的研究。对毛白杨进行人lT辐射诱变后,叶子出现了缺刻现象,叶面无毛,但生长没有变化。林木生长周期长,十几年甚至几十年才半个轮伐期,辐射后产生的影响很难在短期内得到证实。但在从事其他科研的同时,应选择适当的林木种子和植物材料送上天,经过太空辐射后对其效果进行研究应该是有理论价值和实践意义的。小粒的种子及花粉送上天是现实举措。为了试验方便,最好是不同树种的花粉、不同大小的种子一起上天,以便进行对比研究。尽管目前难以说清林木种子上天的问题,但对其前景充满信心和期待。
编辑本段基因变异原理
太空育种的安全性
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。
太空育种的应用实例
太空育种已得到一定程度的应用。太空椒的果实比在陆地上培育的果实要大得多,口味、重量和外形发生了变化。太空黄瓜航遗一号早已通过了国家品种审定,最大单果重1 800 g,长52 cm,Vc含量提高了30%,可溶性固形物含量提高了20%左右,铁含量提高了40%。说明太空诱变可以获得高营养成分、口感好的突变体。太空菜葫芦长达75 CITI,平均单果重4 kg左右,最大单果重8 kg,含有可治糖尿病苦瓜素。太空番茄平均单果重在350 g左右,最大单果重375 g,产量75 000 kg/hm2左右。此外,太空搭载的长形茄子,单果重达350 g,口感非常鲜嫩。太空甜椒872可溶性固形物含量提高了20%,在太空甜椒中获得了1个黄色后代和1个红色后代,可以获得太空五彩椒系列,而不同于以往五彩椒通过太空诱变获得的黄色甜椒和红色甜椒。虽然太空育种前景诱人,但目前这项事业的产业化还不尽如人意,许多成果还停留在中试阶段和小规模生产阶段。据统计,以应用太空育种最多的水稻为例,最好的品种也只推广了20万hm2,这和杂交水稻推广上千万hme的规模有天壤之别。 应当看到,太空育种是1个全新的交叉学科,涉及诸多领域,如航天技术、辐射技术、生物技术等,其本身还不是十分成熟和完善。太空搭载毕竟很少,主要是水稻和小麦。因为我国是1个农业大国,太空育种技术受到重视,我国在太空技术方面虽然不是第1位的,但是在太空农业育种方面应该是第1位的。常规育种中的杂交技术一般需要8 a才可以获得新品种,太空育种可以缩短一半时间,太空搭载回来以后,在地面上必须要进行不少于4代的培养。太空育种是1个很好的能够缩短育种周期的方法。
编辑本段影响因素
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,如株高、长势等肯定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。
生长环境
要特别注意种子生长过程中的生长环境问题,很多品种表现型上的退化不是真正的品种退化,而是因为周围授粉环境不好。比如太空椒,旁边种的不是太空椒的花粉传过来,其后代又有可能返回原始性状。因此,要保持太空椒的优良性状,关键是要为其创造良好的繁殖环境。
太空停留时间
对于在太空停留时间对太空育种结果的影响这一课题,华南农业大学做过以下试验:把种子按照顺序排在核激板上,等种子回来之后,从核激板上可以探测出种子经过高能离子辐射的次数。由于太空育种的精确度上难以控制,带有一定的盲目性,因而种子被高能离子击中的次数并不是越多越好,在太空中停留时间并不是越长越好。只要高能离子能够准确击中种子的DNA链条,并且是向着人类需要的方向组合就可以。太空育种结果与在太空停留时间没有太大关系。俄罗斯将在和平号空间站搭载6 a的番茄种子赠送给我国,其后代表现并不优于我国航天器搭载20多天的结果。这正是由于太空有许多辐射条件是人类试验难以模拟的,人为控制太空受辐射的强度或剂量目前是不可能的。毕竟高能离子的辐射是随机的。太空育种必须要配合田问观察和选择等常规育种手段,这是不可分割的,同时还要采用分子检测手段。
编辑本段研究进展
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?种出的蔬菜瓜果就能增产吗?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。大连海事大学环境系统生物研究所所长孙野青教授说,不是说只要种子上过太空,就一定会发生突变。并且不同品种其突变率也有很大差别。经过统计,一般种子突变率是在0.05%———0.5%之间,一点变化都没有的种子有很多。在所发生的突变中,也并非全都是抗病能力增强、高产和早熟等有益变异,甚至从总体上来看,减产、抗病能力减弱等不利于生产的劣性突变表现得更多,因为太空毕竟是一种特殊的极端环境。 实际上,种子所谓“好”与“坏”的突变都是人为选择的,突变本身是无所谓优劣,做基础研究时,很多“劣性突变”更有利于进行研究种子对宇宙空间环境的敏感性,以及种子在基因修复机制上的研究。
编辑本段太空育种成果
自1987年以来,我国利用返回式卫星和神舟飞船,先后进行了10多次搭载,有1000多个品种的种子和生物材料上天。 由于植物种子体积小,携带方便,在选育新品种方面具有较大的选择空间。已进行搭载的有粮食作物类:小麦、水稻、大豆、玉米、绿豆、豌豆、高粱等;蔬菜类:西红柿、辣椒、黄瓜、甜菜、茄子、萝卜等;经济作物有棉花、烟草等;花卉有万寿菊、鸡冠花、三色槿、龙葵、荷花、百合等;中草药材有黄芪、甘草;树木种子有油松、白皮松及石刁柏,还有草坪种子。 通过太空育种,培育出了一批新的突变类型和具有优良性状的新品种。例如水稻种子经卫星搭载,获得了植株高、分孽力强、穗型大籽粒饱满和生育期短的性状变异。增产20%,单季亩产400--600千克,最高达750千克。蛋白质含量增加8%--20%,氨基酸总含量提高53%。 太空小麦培育出矮杆、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白质含量高的丰产类型。 太空青椒枝叶粗壮,果大肉厚,免疫力强。单果重350--600克,单季亩产3500--4000千克,最高可达5000千克,比普通青椒增产20%--30%,经中科院遗传研究所检测分析,太空青椒所含维生素C提高20%,可溶性固形物提高25%,病情指数减轻55%。 太空黄瓜,藤壮瓜多,瓜体奇大,单果重850-1100克,抗病力强。特别是雌花开得多,是地面瓜秧的1.5倍。虽然它的皮厚了点,但瓜肉非常清凉爽口、汁多肉嫩。 太空番茄长势尤为喜人,株高茎粗,果穗增多,比常规番茄增产15%以上,最高可增产23.3%。黑龙江农科院园艺所选育的“宇番一号”,在全国推广种植面积已超过100万亩。 “太空樱桃番茄”,含糖量高达13%,与柑桔含糖量相当,口感鲜甜,可当水果食用。 太空西瓜的显著特点是含糖量达13%以上,可溶性固形物增多,纤维少,个头大,吃起来沙甜可口。 太空玉米能结出6-7个“棒子”,可长出5种颜色,而且味道也比普通玉米好。 太空搭载的鸡冠花、麦秆菊、蜀葵、矮牵牛等,都表现出开花多、花色变异、花期长等特点。尤其是粉色的矮牵牛,花朵中出现了红白相间的条纹。更令人惊奇的是万寿菊的花期竟延长到6个月以上。 游过太空的大蒜能长到近半斤重,太空萝卜的幼苗让害虫敬而远之,本来无法杂交的籼稻和粳稻自从周游过太空后也能杂交了。 太空育种的效益和成果吸引了美国、俄罗斯,保加利亚、菲律宾等国家,都希望与我国合作。上天“修炼”回到“尘世”的太空种子,具有十分广阔的市场,必将洒播广袤的大地,生产出更多更好的太空食品,给人类带来无限的福音!
编辑本段太空植物敢吃吗?
地面上普通的青椒、番茄、黄瓜,上天转一遭回来,就摇身一变换了模样。很多人都有些不放心,这些东西敢吃吗?经科学家检测分析,可以非常负责地告诉大家:经过太空育种的水稻依然是水稻,青椒依然是青椒,并无外来生物基因导入与整合,物种没有发生本质的变化。这就比如DNA的基因排列是“1、2、3、4”,经太空育种后的基因排列是“1、3、4、2”,只是排序发生变化。而转基因植物里则有“5”进来,所以就出现了"土豆吃出牛肉味","猪肉吃出菠菜味"之说。可见,太空育种与转基因有着根本的区别。 明白了这个道理,当你看到经太空遨游后的黄瓜像胳膊一样粗,茄子如篮球一般大时,大可不必过于担心,完全可以放心食用。 美国曾对哥伦比亚号航天飞机搭载的番茄种子及果实进行化验分析,结论是:“无毒,可以食用。”联合国的国际粮农组织、国际卫生组织、国际原子能机构已经联合认定:太空种子是安全种子,太空种子培育出的农作物是健康食品。
编辑本段太空育种的意义
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。 先进的航天技术为快速培育优良品种及特异种质资源开辟了一条新途径,为人类进入太空农业时代展示了美好前景。太空蔬菜培育的二代、三代已经表现出高产、抗病、维生素含量很高等特性;太空花卉普遍在花期、花型、株型、颜色等方面发生了变化。有的花期变长,有的缩短,原来紫色的花,能成为白色、红色。 人类是要利用这些新品种带来的特殊价值。一般来讲,各地搭载的种子都是选择当地增值效益高、有当地特色,并可以大面积种植的品种。获得优良品种后,达到产业化就会对当地的农业经济有直接而显著的促进作用。 比如中科院遗传与发育生物学研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、红豆草、冰草匍匐,四种草有这样的特点:特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿还有较高的蛋白质含量,能像韭菜一样,一茬一茬地割,与未经搭载的对照株相比,它的存活期变长了,而且不易枯萎。据介绍,专家们将继续对呈现变异特征的太空"草民"进行筛选和接种,一旦它们的变异特征稳定下来,将被大面积种植在我国西部地区及北京周边,用来防止草地荒漠化,堵截沙尘暴。 优质的品种就有可观的市场价格,据悉美国的太空番茄比优质苹果还贵。 太空育种可以缩短育种周期。据专家介绍,正常的农业育种一般需要8年时间,太空育种可以缩短一半的时间。但从太空搭载回来以后,在地面必须要种植四代,才可以选育出性能稳定的品种。
编辑本段发展前景
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。 种子产生突变后的效果主要和在太空中接受辐射的剂量多少、时间长短和所处的位置有关,和本身是什么种子没有关系。 从太空回来的种子经过培育,挑选出的优良品种要经过不少于4代的种植,其中的每一代遗传性状都有所分离。如果4代后有幸筛选出一个新品种,还需要国家有关部门的品种审定,这一过程至少需要3年,之后专家审定合格后才能拿到证书。 客观地说,对于是否搭载木本花木种子的问题,林木遗传育种界的太空育种
反响并不很迫切。原因是多方面的,其中最重要的是木本植物自身的特性。许多林木遗传育种专家认为,由于1、2 a生植物的种子对外界刺激比多年生木本植物更敏感。林木生长周期长并凝聚着很高的生物量,使林木遗传育种的研究与农作物相比要困难得多。 诱变育种在草本花卉育种中也有很大价值,诱变后可使花卉变得奇形怪状,提高花卉的观赏价值。而林木育种则不同,人们对林木的期待,更多的是对数量性状的要求,特别是生长量的要求,而这是由数量基因控制的。根据微效多基因假说,林木的数量基因是众多的,其中某个或某几个基因的改变对提高林木数量性状的效益并不显著。专家所做的大量试验已证明了这一点,这可能正是长期以来,林木遗传育种专家并不看好搭载林木种子的原因之一。
编辑本段引发争议
“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。词条图册更多图册
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