空间诱变对‘德钦’紫花苜蓿农艺性状和营养品质的影响

空间诱变育种是以高科技返回式卫星为背景的一种新型育种方法,本研究以载人飞船搭载的‘德钦’紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为处理组,以未搭载的‘德钦’紫花苜蓿为对照组,从农艺性状和营养品质等方面进行研究。结果表明:空间诱变后‘德钦’紫花苜蓿的叶长、叶宽、叶面积、叶柄长、茎粗、分枝数、叶重、鲜草产量、干草产量、粗蛋白含量、粗脂肪含量和相对饲用价值显著增加(P<0.05),酸性洗涤纤维含量显著下降(P<0.05);各观测指标中鲜草产量的变异比例最大,粗蛋白的变异比例次之;空间诱变后‘德钦’紫花苜蓿在叶面积、叶柄长、茎粗、分枝数、产草量、叶重、粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维等性状上出现了显著变异。本研究表明,空间诱变可提高‘德钦’紫花苜蓿的产草量和品质。

作物空间诱变效应及其地面模拟研究进展

本文简要分析了国外空间植物学研究概况 ,评述了我国利用返回式卫星等搭载作物种子开展空间诱变效应研究及其在种质创新和新品种培育方面的现状。从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度介绍了地面模拟空间环境因素的方法途径和研究进展。

天地结合开展我国空间诱变育种研究

本文着重介绍了自 1 987年以来 ,我国空间科学家和农业生物学专家 9次利用返回式卫星、2次利用神舟号飞船和 4次利用高空气球搭载了 70多种植物近 5 0kg的种子 ,涉及粮、棉、油、蔬菜、瓜果、牧草和花卉等植物。经国内 2 2个省、市、自治区 70多个研究单位多年的地面选育 ,已培育出一批具有高产、优质、抗病经审定的新品种 1 9个 ,其中水稻新品种 5个、小麦 2个、棉花 2个、青椒 1个、番茄 1个、芝麻 1个、西瓜 3个、莲子 3个、灵芝 1个 ;另外还选育出新品系 5 0多个 ,还有一大批种质资源。在航天育种机理方面也做了不少研究工作 ,航天诱变的生物学效应 ,在细胞和分子水平上研究了航天新品种的遗传物质变异 ,地面模拟试验进行了许多研究 ,均取得了一定的进展。在全国许多省市建立了航天育种示范基地 ,累计示范推广航天新品种 (系 )面积 2 70 0 0 0hm2 ,取得了很好的科技成果和社会经济效益。我国空间诱变育种的研究工作走在世界的前列。本文还介绍了我国前 3代返回式卫星在空间科学方向所做的成果及贡献。列出前 3代返回式卫星与空间诱变育种研究相关的基本参数。报道了返回式卫星回收舱的空间环境的数据。我们还对今后空间诱变育种提出了展望。

空间诱变高粱突变体的研究

1996年经返回式卫星搭载处理的纯系高粱品种晋粮 5号 (CK)的种子经次年播种后 ,获得少量矮秆早熟突变体 (SP3)。此后连续二年播种 ,该突变体矮秆早熟性状稳定。该突变体与未经搭载的对照相比 ,有如下不同之处 :(1 )成熟期缩短 1 5d左右 ,株高降低 40cm。 (2 )穗长增加 3.9cm ,每穗籽粒数比对照多 40 0粒。 (3)SP3平均千粒重为 34g ,对照为 2 7g。 (4)SP3叶片变窄 ,变短 ,增厚 ,叶面积减少了 43%～ 2 2 %。 (5)SP3穗轴长度比对照增加 30 % ,各节间长度比对照缩短了 67%～ 1 5%。 (6)SP3种子中亮氨酸含量比对照增加 1 5% ,可溶性糖含量比对照增加 2 5% ,单宁含量降低了 30 %。

水稻空间诱变后代的微卫星多态性分析

选用 2 99对微卫星引物 ,对经卫星搭载回收的水稻品种“特籼占 13”种子种植后选育出的 5个突变株的后代进行DNA多态性分析 ,结果表明 :变异植株与原种之间均存在着不同程度的微卫星多态性 .在有效扩增的 2 83对引物中 ,引物多态性频率介于 0 .35 %～ 2 .47%之间 。

水稻空间诱变的遗传变异及突变体的AFLP分子标记

搭载“神舟三号”航天飞船的水稻纯合种子在返回地面后SP3代种子出现颖壳、茎杆和叶片的主脉变异为金黄色的突变体,其他性状无明显变异,经遗传分析,颜色变异属一对隐性基因控制的性状变异。同时利用AFLP分子标记的方法,对航天诱变的水稻突变体进行基因组对比分析,通过聚丙烯酰胺电泳寻找突变体(黄金1号)多态性DNA片段,经过一系列引物筛选,找到了5条多态性DNA条带,对开展突变体基因功能研究和杂交水稻聚合育种有十分重要的意义。

绿豆空间诱变育种及其分子生物学分析

绿豆种子于１９９４年经返回式卫星搭载后，经过三年的地面种植和筛选得到了基本稳定的长荚型突变系，该突变系平均荚长１６ｃｍ左右，每荚种子粒数在１５—１９粒．对突变系和其原始对照品系进行了ＲＡＰＤ（ＲａｎｄｏｍｌｙＡｍｐｌｉｆｉｅｄＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡ）分析．共用了１００个１０－ｍｅｒＯｐｅｒｏｎ引物，其中三个引物在突变系和原始品系之间扩增出了多态性产物．所分析的三个突变系形态一致，彼此之间没有发现明显差异，但它们与原始对照之间都有着共同的差异，这表明突变品系已基本稳定．其中两个多态性产物的克隆工作已完成，另外一个扩增产物的克隆工作正在进行中．

空间诱变技术及其在我国花卉育种上的应用

在综述微重力环境、空间辐射等对生物样本的诱变研究成果的基础上 ,论述了应用空间诱变技术进行高科技生物育种的理论基础。回顾了空间诱变技术在我国农作物、花卉新品种选育工作中取得的成就 ,并探讨了花卉新品种培育中应用空间诱变的不定向性的优势及花卉空间诱变成功的可能性 。

水稻空间诱变雄性不育新种质的细胞学研究

通过对空间诱变产生的雄性不育新种质 WS- 3- 1及其亲本特籼占 13和一般品种 IR36花粉形成发育过程的深入研究 ,发现 WS- 3- 1是一份无花粉型的雄性不育新种质 ,不育性稳定 ,不受光温条件影响。其败育机理是花药中层在小孢子母细胞早间期开始液泡化 ,过早降解 ,引起绒毡层过早退化 ,使绒毡层无法正常行使功能 ,导致小孢子母细胞粘连并在二分体时期解体 ,无法形成花粉。初步认为空间致变作用是明显的 。

辣椒空间诱变育种技术创新及新品种(品系)培育

通过空间诱变与常规育种相结合 ,田间选育与遗传标记技术相结合的育种新技术。选育出具有高产、优质的空间诱变“宇椒一号”(原代号卫星 87 2 )甜椒新品种 。

玉米空间诱变效应及其应用的研究 Ⅰ.空间条件对玉米叶片超微结构的影响

本文报道了经返回式卫星搭载后玉米叶片细胞超微结构的变化，主要包括：细胞质壁分离，液泡增大，细胞壁加厚、扭曲，胞间连丝增多，叶绿体及细胞核变形，核膜缺刻，线粒体数目增多，嵴模糊不清，内质网数量增多、体积增大，以及细胞内膜系统和其它超微结构的变化。

空间诱变育成抗稻瘟病和白叶枯病水稻突变体浙101

早籼浙 92 4 8经卫星搭载诱变处理 ,种子的发芽率及当代植株的性状均没有明显的变化 ,但对秧苗的生长表现出一定的刺激作用 ;SP2 在株高、生育期、穗长、每穗粒数、千粒重、结实率及抗病性等性状上出现了较大的分离。经病区多代筛选培育成的突变体浙 10 1,在熟期、抗病性和产量等性状上比原亲本有明显改良 ,2 0 0 1～2 0 0 2年经浙江省多点稻瘟病和白叶枯病联合鉴定 ,叶瘟平均级分别为 1.4和 1.7级 ,最高级为 5 .0级 ;穗瘟平均级分别为 1.6和 1.3级 ,最高级为 3.0级 ;抗谱频率分别为 70 %和 6 0 % ;对白叶枯病抗性平均级为 1.4级 ,最高级为 5 .0级。抗病性比原亲本和对照有显著提高。试验表明 ,浙 10 1是一个高抗稻瘟病兼抗白叶枯病的水稻突变体 ,可作为水稻品种改良的新抗源。

早籼稻空间诱变新品种“浙101”的选育

早籼“浙9248”经卫星搭载诱变处理,SP2在株高、生育期、穗长、每穗粒数、千粒重、结实率、抗病性等性状上出现了较大的分离,经病区多代筛选培育获得早籼突变体“浙101”,在熟期、抗病性和产量等性状上比原亲本有明显改良。2003-2004年浙江省两年区试平均每公顷产量7189.5 kg,比对照“嘉育293”增产3.7%,表现株型适中,穗、粒、重兼顾,茎秆粗壮,抗倒性强,抗稻瘟病等特点。2002-2004年经浙江省多点稻瘟病和白叶枯病联合鉴定,平均叶瘟0.8级,穗瘟1.5级,穗瘟损失率2.6%;白叶枯病4级,抗病性比原亲本和对照有显著提高。2005年10月通过浙江省农作物品种审定委员会审定,是浙江省第1个通过空间诱变技术选育成功的早籼稻新品种,适宜在浙江省及长江中下游稻区作早籼稻种植。该品种的选育成功表明空间诱变同步改良早籼稻多个性状的可能性与有效性,为改良水稻品种的抗性提供了新的途径。

空间诱变水稻广谱恢复系航恢七号的选育及利用

航恢七号是利用航天育种技术,将特籼占13纯系干种子经返回式卫星搭载15d后,从地面种植的空间诱变处理后代群体中选育出的优良恢复系。它具有农艺经济性状好、恢复力强、恢复谱广、配合力好、花粉量大、制种产量高等特点。航恢七号与两系光温敏核不育系及三系胞质雄性不育系组配的一系列杂交水稻新组合表现出较强的杂种优势,其杂种培杂航七已通过广东省品种审定。

空间诱变引起水稻9311的品质变异

水稻品种 931 1种子经返回式卫星搭载诱变后研究表明 ,空间诱变引起的SP1生理损伤轻 ,SP2 的叶绿素缺失突变和早熟突变频率较低 ,但品质突变丰富 ,筛选鉴定了不同表观直链淀粉含量、富含抗性淀粉以及高无机磷低植酸等突变体。

水稻空间诱变突变品系主要农艺经济性状及稻瘟病抗性变异

对籼稻品种特籼占13经返回式卫星搭载空间诱变的21个高代(SP10)突变品系的主要农艺经济性状以及稻瘟病抗性表现进行考察.结果表明:参试的各突变品系大部分主要农艺经济性状均表现明显的变异,既有正向也有负向变异;不同突变品系对稻瘟病的抗性表现差异很大,同一突变品系对不同致病菌株的抗性表现差异也较大,表明空间诱变对稻瘟病抗性变异作用明显但较为复杂.从参试突变品系中可选出在株高、熟期、产量、外观品质和抗性等性状同时得到明显改良的新品种和新种质.

利用空间诱变技术进行早籼稻新品种的改良

利用卫星搭载2个早籼稻品系浙105和浙207干种子,进行空间诱变处理。回收后SP2-SP7逐代选择,以主要农艺经济性状改良为目标,结合稻瘟病和白叶枯病抗性筛选,获得一批突变品系;选用72对分布于水稻12条染色体上的SSR引物对5个变异株系与原种对照进行DNA分子检测。结果表明：空间诱变对水稻品种产生了不同程度的生理损伤,SP1表型不分离,SP2出现不同程度的变异,SP3起逐代选择获得农艺经济性状、稻瘟病和白叶枯病抗性变异株,从中选出得到明显改良的新品系;5个变异株系与原种之间均存在着不同程度的SSR多态性差异。

不同早籼基因型水稻的空间诱变效应研究

本研究结果表明 ,空间搭载种子的发芽率、存苗率和结实率除迟熟品种外均低于对照 ,对秧苗的生长表现出刺激和抑制两种作用 ,生理损伤比地面γ射线处理的轻得多。空间搭载对杂种 1代处理的SP2 代单株有效分蘖的分离具有一定的稳定作用。SP2 代在株高、分蘖和抽穗期等性状上出现了较大的分离 ,突变频率和诱变效率因不同基因型材料差异较大 ,而且一些性状的突变具有一定的方向性。在空间处理的SP2 代就出现较多综合性状优良的突变体 。

植物空间诱变育种及其在牧草上的应用

近年来,空间诱变育种已成为空间生命科学研究方面的重要内容之一,即经过卫星搭载,生物在高真空、微重力、强辐射及其他因素的综合作用下产生变异,经过地面选育、筛选和固定变异,培育新品种。在植物方面,国内外已利用该技术培育了粮食作物、经济作物、花卉及菌类等高产、优质新品种(系)。空间诱变育种技术开创了育种的又一新途径,其在牧草育种的应用还不多,但前景广阔。

水稻不育系培矮64S的空间诱变效应及后代的SSR分析

对经过卫星搭载的培矮64S种子及后代进行了有关性状研究和SSR标记分析,结果表明:培矮64S空间诱变后代SP1代发芽率、存苗率、株高、抽穗期、株叶型的性状与对照相比没有明显变化;但SP2代在株高、粒型和育性等性状上发生了变异;从SP3代中获得柱头比培矮64S明显增大的变异株系,这对于改良培矮64S的异交结实率和提高制种产量具有重要意义。此外,对10个SP3变异株进行SSR分析结果表明,扩增片段数目变化约占55.21%,扩增片段分子量变化约占44.79%,空间诱变引起的变异可能是以DNA缺失-重复为主。SSR座位的变异频率平均为23.33%,变异座位在水稻基因组中是随机分布的。