植物空间诱变育种.ppt

空间育种在农作物上的改变及主要影响 讲解人： 植物在宇宙空间中常会受到高真空、微重力、强射线、高能粒子辐射和交变磁场等的影响，引起植物染色体的畸变进而导致性状的变异，能直接影响该植物的生存、生长、发育、衰老等。 一、发展历史 二、诱变搭载方式 三、主要成绩 四、安全性 五、未来发展 发展历史 诱变育种从改革开放前就已开始，空间育种是诱变育种中的一个重要分支。从1987年至今，空间育种在微生物、动物、植物等各个方面都发挥着重要的作用。在农作物上的诱变培育的研究相对较多。农作物的诱变及其培育主要集中在人类食用的农作物上，以期筛选出优质、高产、多抗、早熟的新优良品种。新优良性状的产生，使经济效益和社会劳动力的模式都有所改变。 诱变搭载方式 目前我国空间诱变的搭载方式主要有3种, 高空气球、返地式卫星和飞船搭载。高空气球的高度一般为30~40km，停留时间在10h左右。 高空气球 返地式卫星 飞船搭载 高真空 空间微重力 空间辐射 高真空—— 所谓高真空就是指返回式卫星或高空气球搭载植物种子或植株飞行于近地空间, 在缺氧情况下进行各种植物飞行搭载处理, 受到空间各种因素, 使植物在高空和缺氧的特殊环境条件下产生突变,返回地面种植, 选育特异优良种质或培育新品种。 空间微重力——环境明显不同于地球表面, 它不到地球重力十分之一, 这是影响空间搭载植物生长发育和产生遗传变异的重要因素。植物种子经空间飞行器处理后被宇宙射线离子击中, 种子的细胞内部就会发生变化, 发芽后染色体发生畸变, 且在空间飞行的时间越长畸变率越高。因此空间环境对它的影响也就会增加, 导致它最终变异。 　　空间辐射——空间辐射是植物空间诱变育种的主要诱变因素, 宇宙空间存在着比地球上强得多的天然射线, 这些射线包括高能重离子射线、宇宙射线、紫外线等, 它们对生物发生很强的作用。 空间辐射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, 其中非重接性断裂的比例较高。 主要成绩 我国于1987年中期开始航天诱变育种工作，到2005年10月底已进行19次空间种子诱变试验并取得成功，获得了玉米、小麦、棉花等农田作物和青椒、番茄、莴苣等蔬菜和花卉作物共50多个类型的将近400个新优良品种，培育了一批具有高产、抗病、抗虫害等优良性状的新种质资源，开辟了植物优良品种选育的新途径目前已在国内形成快速发展的趋势。 水稻 ◆1987 年广西农业大学与中国科学院合作培育已测配出杂交优势强、结实率在80%以上。 ◆1988 年江西省宜丰县农科所与中国科学院遗传所合作, 用卫星处理“农垦58”, 于1993 年获得2 个丰产品系, 产量在每公顷9 000 kg 以上, 稳定在7 500 kg 左右。 ◆浙江省农业科学院作物所利用高空气球搭载迟熟水稻( 皖糯IR9) 干种子, 经3年选育,获得了早熟、高产新品系航育1号, 增产效果显著。 ◆福建省农业科学院选育的超级杂交稻恢复系“航1 号”，以及用其配制的超级杂交稻新组合“特优航1号”和（Ⅱ航1 号），稻米品质显著改善，蛋白质含量提高约2个百分点。 ◆湖南省原子能农业应用研究所利用航天诱变与辐射诱变，显著地提高了突变频率和突变类型，选育出两系杂交水稻新组合“培两优721”，不仅产量较高，而且米质也好 。 一、结实率增高，高产、增产效果显著。 二、营养价值提升，如蛋白质含量提高。 三、早熟，节约种植时间。 青椒 孙野青等报道了空间环境对青椒遗传诱变的研究，发现空间环境处理的植株叶片，细胞内可见大量的线粒体和过氧化物酶体，线粒体嵴膜清晰，多呈杆状，基质中富含核糖体；叶绿体体积大，电子密度低，片层结构清晰；线粒体、过氧化物酶体、叶绿体三者保持靠近位置；细胞物质代谢旺盛，光合能力与呼吸强度增高，加强了营养物质的合成及运输能力，从而导致果实增大，产量提高。 1987 年卫星搭载处理的甜椒种子, 经种植选育, 其中卫星87-2青椒是果实特大、品质优良、高产、抗病的甜椒新品种, 门椒及二荚椒平均单果重250~400 g, 最大单果重达750 g,产量比原品种增产20%~ 25% , 果实中维生素C 及可溶性固形物含量分别比对照提高20% ~ 25%。 番茄 　　 1987、1994、1996 年卫星分别搭载处理的番茄种子,经多年选育已获得增产20%以上、病毒病发病率降低0. 2% -20. 8% 的抗病新品种, 其果形特大、品质优良, 果实桔红色、味甜、肉厚、籽少,平均单果重250 g, 最大单果重800 g。