空间生物育种相关知识

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1、空间生物医药领域:超级抗原太空育种获突破活性和生物表达量提高　　随着神舟七号的成功发射，我国在航天技术领域已处于世界一流地位。5月15日，超级抗原神七太空育种成果新闻发布会在中国科技会堂举行。包括刘昌孝院士在内的多名专家学者参加了发布会。　　此次搭载神七成功进行太空育种的4个超级抗原生物菌种是经中科院、中国工程院多位院士联合推荐，经中国微生物菌种中心和中国空间科学学会层层筛选，专家们严格评审而最终确定搭载的。　　我国航天事业的快速发展，已经把我们带进太空生物技术、新材料、分子遗传学等多种新兴的科技领域，空间技术带来了新一轮的技术革命，其科研成果的广泛运用已开始改变

2、我们的生活。航天育种属内源性DNA发生改变，变异幅度大，有益变异增多，返回地面后经过科学培养、筛选，可以从中获得在地面进行微生物诱变中较难得到的和可能有突破性影响的罕见突变，从而在其中选育出有利、高效的正突变菌株，稳定后投入生产应用，产生巨大的社会和经济效益。　　此次超级抗原太空育种就是利用太空特殊环境，如太空微重力、交变磁场、宇宙射线、剧烈温差、高真空等因素，来增强超级抗原菌种的活性和生物表达量。超级抗原4个生物菌种经太空诱变育种后，成功返回地面，现经培养鉴定：菌丝发育正常、生长态势茁壮，速度加快，色泽鲜艳，显示出明显的正突变结果，超级抗原生物菌种的活性和表达量

3、得到了大幅度的提高，是我国在空间生物医药领域上的又一次重大突破。　　协合集团作为我国首批同时拥有“院士科研工作站”和“博士后科研工作站”的民营高科技企业，一直从事超级抗原生物医药高端研究和临床应用开发，取得了丰硕的成果。此次太空育种成果的问世，表明协合集团的科研水平又跃上了一个新的高度。（唐先武）　　来源：《科技日报》漫谈我国的太空育种　　太空育种是航天技术与生物育种技术相结合的产物，主要利用空间环境，使生物材料发生某些在地球上不能获得的突变，从而获得具有优良性状的新种质资源。太空育种与传统地面诱变育种相比具有变异频率高、变异辐度大、有益变异多、稳定性能强等特点，

4、因而是培育高产、优质、早熟、多抗良种的新途径。1　育种过程复杂艰辛　　太空育种能缩短育种周期，常规育种一般需8年左右，太空育种可缩短一半时间。但如果你认为只要种子在天上转一圈就变大变好，那就太理想化了。实际上，一次完整的太空育种过程应包括“筛选种子、空间诱变、地面选育”3个阶段。“筛选种子”就是要进行种子的纯度检测，选择遗传性稳定、综合性能好的种子，一部分搭载上空，另一部分留在地面，将从太空回来的种子和留在地面的种子同时平行对照种植，以便进行外观、抗病等性状对比。“空间诱变”就是利用卫星和飞船等返回式太空飞行器将种子带上200km～400km的高空，利用太空特有的

5、各种环境条件及其综合效应对种子染色体进行诱变，产生各式基因变异。“地面选育”就是将诱变后的种子播种下去，从第2代开始筛选优良突变单株，然后将选出的种子再播种、筛选，让它们自交繁殖，如此繁育4代以上并进行严格的品系鉴定和规范的区域化试验，才有可能最终获得遗传性状优良、稳定的突变品系。2　诱变机理莫衷一是一般认为，由于太空中的高真空、微重力、高辐射、弱地磁、超洁净、大温差等因素以及发射、着陆时的剧烈震荡，使生物体内DNA链上的基因组发生缺失、重复、易位或倒置，进而产生一些高频度、大幅度的遗传性状突变，如株高变异、株形变异、穗形变异、粒形变异、果型变异、分蘖变异、营养成

6、分变异、生长周期变异、抗逆性变异等。其中，高能粒子辐射能引起生物体DNA损伤而产生可遗传的变异，微重力能增强生物体对诱变的敏感性，干扰DNA损伤修复系统的正常运转，影响激素、Ca2+等的分布。有人对此提出疑问：几十年来在地面上一直进行的用放射源来诱导变异的辐射育种为什么一直鲜有成功案例?太空舱具有极佳的屏蔽性能，舱内种子怎能获得宇宙高能粒子射线?种子在吸水萌动前处于休眠状态，细胞的生命活动暂时中止，如何感受失重?由于太空环境的复杂和对太空诱变机理认识的局限，太空育种的确有一定的盲目性，空间诱变涉及的因素很多，究竟哪些因素起主导作用，作用的机理如何，有待更深入的研究

7、。只有摸清不同单独因子和复合因子的诱变规律，才能尽快实现定向诱变和扩大诱变效果。320年历程硕果累累我国自1987年实施太空育种计划以来，已成功利用神舟号飞船和返回式卫星进行了15次搭载作物种子、试管苗、动物胚胎等首创性试验，其中包括粮食经济作物、蔬菜、花卉、药材、菌株、昆虫等千余品种。目前已有18个品种通过国家审定，50余个品系在大面积种植推广。参与单位遍布全国，涌现了江苏海门、广西桂林、甘肃天水、陕西合阳等一批相当规模的育种基地。在作物育种方面，通过国家分子标准安全性检测的“太空水稻”“太空玉米”“太空青椒”“太空番茄”等已摆上普通百姓的餐桌。这些农产品不仅生

8、长快、果实