太空育种科普.ppt

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1、太空育种 汇报人 宋丹 高级植物育种课程汇报 单击此处添加标题 太空育种的展望 太空育种 概念 太空育种即航天育种 也称空间诱变育种 是航天技术与生物育种技术相结合的产物 主要是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空 利用太空特殊的环境诱变作用 使种子产生变异 再返回地面培育作物新品种的育种新技术 太空育种主要因素 1微重力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是引起遗传变异的重要原因之一 2空间辐射空间辐射源包括来自磁场俘获的银河宇宙射线和太阳磁暴的各种电子 质子 粒子 低能重离子和高能重离子等 3其他诱变因素植物材料在空间飞行时 是受各种空间因素综合作用

2、的 包括高真空 交变磁场 航天器发射过程中的强阵 飞行舵内的温度和温变条件及其他未知因素 一般认为 空间辐射和微重力的复合效应是主要的诱变因素 太空育种特点 1诱变效率高2育种周期短3可出现不易出现的变异4变异方向不定正负方向都有 园林植物太空育种的优势 在太空中的辐射环境下 遗传物质在复制过程中会发生一些错乱 辐射将其DNA链打断了 有时转录因子也会遭到破坏 遂导致植物种子发生体细胞遗传物质的变异 从而引起花色 单重瓣 株型高矮 有无刺毛 抗病性强弱等基因的改变 园林植物育种追求的目标是植物的 新 奇 特 等观赏效果多样性 太空辐射为此提供了良好的育种环境 1 太空辐射的不确定性与园林植物育

3、种的多样性 太空育种的向日葵变成了菊花状 颜色由浅黄变成金色菊黄 园林植物太空育种的优势 2 航天育种不存在生物安全性问题 园林植物育种优势明显高于农作物太空辐射改变的只是种子自身的基因序列 整个育种过程中 不会引入任何外来基因 而且太空辐射不会在种子上有任何存留 花卉只是用作观赏 大众不会有什么安全方面的顾虑 在生物体中 自然突变率最高能达到万分之几的概率 一般的诱变育种可以达到千分之几 而航天育种的突变率竟然可以达到百分之几 如此高的突变频率极大地减少了育种专家对表现出优良性状的育种材料的选择时间 传统植物育种方法育成一个新品种一般需要5年 8年 但通过航天育种技术途径有可能将时间缩短一半

4、 能够有效地加快育种进程和效果 3 航天育种突变频率高 可大大缩短园林植物育种年限 我国太空育种发展现状 我国育种工作者 于1987年8月5日在我国发射的第9颗返回式卫星上首次搭载了青椒 小麦 水稻等一批种子 开始了我国太空育种的有益尝试 此后 经过20余年的探索和发展 已建立了全国航天育种研究协作网 使航天育种研究工作取得了可喜的成果 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 目前国外作物太空育种还处于研究阶段 尚未育成有实用价值的作物品种在生产上大面积应用 而我国进行了较全面的研究和应用 太空育种研究已达到世界先进水平 神州红是研究人员利用一串红高代自交系材料经神舟4号飞船

5、航天搭载 通过多代系统选育于2006年定型的一串红新品种 一串红新品种 神州红 株型紧凑 分枝性强 直立 矮生 花鲜红色 耐热性较强 适宜杭州 衢州及气候类似地区春秋两季栽培 我国太空育种发展现状 我国太空育种发展现状 神舟五号载人飞船是 神舟 号系类飞船之一 是中国首次发射的载人航天飞行器于2003年10月15日将航天员杨利伟送入天空 神舟五号 台湾的青椒 稻米 芒果 香蕉 玉米 菊花 梅花与玉兰 红花石蒜等36种 单击此处添加标题 神舟五号 巨型 南瓜 重约300斤 北京时间2005年10月12日神舟六号载人航天飞船 它用长征二号F型运载火箭进行发射 它是中国第二艘搭载太空人的飞船也是中国

6、第一艘执行 多人多天 任务的载人飞船 这是世界上人类的第243次太空飞行 搭载植物 地被菊 孔雀草 普洱茶 鸡蛋 蚕卵等 新疆太空椒 搭载神舟六号育种显神奇 海南皇帝椒曾搭乘 神舟六号 太空飞船赴太空一游 神舟七号载人航天飞船于2008年9月25日在中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空 本次太空育种的植物 辣椒 茄子 番茄 黄瓜 萝卜鹅掌楸等87个品系 花卉在太空育种中的应用在花卉育种方面 我国花卉空间育种工作开始于1987年 先后有27种花卉种子搭载卫星或飞船 在一串红 三色堇 万寿菊 醉桨草 兰花 醉蝶 矮牵牛 菊花等草本花卉中选出了一些具有优良变性状的新品系 普遍出

7、现了许多地面上无法获得的变异 并且有益变异多 变异幅度大 稳定性强 大大缩短了育种周期 与 神六 飞船一起上太空的花卉 瓷玫瑰 依靠太空辐射诱变育种的新品荷花 太空骄阳 经过太空搭载后培育的太空百合株型花苞长度为18 19厘米 有的超出了20厘米长 一株可开10余朵花 平均株高1 8米 最高的可达2 26米 经过太空育种后 百合具有抗病性强 易于种植 产量高等特点 太空育种发展历史与现状 巨神 为特大型粉红色百合切花新品种 开花后花朵直径达30cm 太空育种发展历史与现状 太空大丽花 它比普通大丽花更具生长快 花期长 花量多 花朵大等特点 醉蝶太空搭载后出现多种花色的分离 如粉红 浅粉红 淡蓝

8、 纯白 红色等 科学家还在这些太空醉蝶中选育出红花 紫红花的太空醉蝶新品种 太空育种发展历史与现状 太空育种花卉受客商青睐 深入研究航天诱变的生物效应 从细胞学 生理学 生物化学等方面摸清空间条件对植物的影响 加强航天诱变机理的研究 摸清不同独立因子和复合因子的诱变规律 更深入的探讨主要诱变因子及其作用的生化和分子生物学机理 研究不同植物 品种 组织 离体培养物 细胞 原生质体等对空间条件的敏感性差异 进一步做到定向诱变和扩大诱变效果 加强与生物技术的结合 提高育种效率 太空育种的展望 航天育种技术开辟了有效培育新品种及特异种质资源的新途径为人类进入航天农业时代展示了美好的前景 具有十分广阔的

9、发展潜力 可以相信 随着航天育种理论技术的深入研究和实践的广泛开展 生物技术的不断发展 以及植物遗传图谱的逐渐饱和 分子标记辅助选择应用于航天育种条件的日趋成熟 这一具有强大生命力的新育种方法一定有着十分广阔的发展前景 深圳太空作物园 深圳太空作物园建于2004年 占地面积6万平方米 是集科普教育 休闲观光 产品展示 科学研究 学术交流为一体的国内唯一一个太空作物主题景园 培育太空植物约70余种 植物种子经过太空技术改良之后 可能会变得更加优良 太空植物按培育方法不同主要分为大棚区和露天区 按作用分则可分为药用植物 观赏植物 食用植物 比如说车前草 藿香正气草属于药用植物 荷花 皇冠花属于观赏性植物 而蛇瓜 老鼠瓜 向日葵则是观赏 食用两用性植物 深圳太空作物园内展示了随我国神舟系列飞船及俄罗斯飞船搭载过的400多种农作物 有形体硕大 近三百斤的太空南瓜 形似老鼠的老鼠瓜 大如足球的太空茄子 小如鸡蛋的太空鸡蛋茄 色彩斑斓的太空辣椒 1米多高的太空葫芦 营养价值高的太空番茄 黄瓜 丝瓜 辣椒 豆类 有五颜六色的太空牵牛花 醉蝶花 兰花 彩叶草等太空花卉