什麼是空間誘變技術

『壹』 什麼叫做「空間誘變育種」

所謂植物空間誘變育種技術是指在育種過程中，利用空間具有強輻射、高真空、微重力及其他不明因素的特殊環境，對植物育種材料進行誘變處理，以獲得優良新品種或特殊種質材料的育種新技術。 1．植物空間誘變育種技術的特點 (1)空間誘變環境的基本特點。空間環境具有獨特的特點是強輻射、高真空、微重力以及一些還未探明的不同於地球的物理化學因素。近幾十年來，隨著航天器的發射成功，空間生命科學，尤其是空間植物科學的研究有了長足發展。利用衛星研究空間植物生長發育和遺傳變異從1960年開始已有30多年的歷史。據統計1975—1988年間全世界進行空間生命科學研究的衛星有109顆，搭載植物材料的就有33次，占總數的30.3％，其中前蘇聯76次，美國14次，中國3次。據有關報道，近年來搭載植物材料的返回式衛星發射頻次增加。由於空間誘變育種具有其獨特的性質和特點，需要解決好以下幾個問題：①研究空間條件下植物生長發育特點與規律，以便改善空間人類生存小環境；②解決宇航員的食品；③利用空間條件，引起植物遺傳性的變異，為植物誘變育種開拓新途徑。 (2)空間誘變育種技術的特點。①空間誘變不需要人為設置具有污染環境作用的誘變源，因而對環境無污染，這符合當今全球所要求的人口、資源和環境的可持性發展方向；②因空間誘變因素多，誘變范圍廣和誘變幅度大，有利於加速育種進程，有可能獲得目前植物育種中較難突破的、對產量和品質及其綜合經濟性狀產生突破性影響的特殊變異材料，育成各種類型的超級植物品種。 2．空間誘變育種的原理與效應 與地球表面相比，太空具有強輻射、高真空、微重力和一些不明的其他因素，使空間成為一個特殊的環境，當地球生物離開它已經適應的生存環境而進入其空間時，生存環境的突然改變，必然會引起生物體組織內部結構上和遺傳性的損失，這就為生物遺傳變異莫定了基礎。如早期的空間生命科學研究結果表明，擬南芥、萵苣、黃瓜、胡蘿卜、大麥、小麥、玉米、煙草等植物在空間條件下均能引起遺傳性變異。研究人員發現，地球植物種子經空間飛行一段時間後在地面種植發芽時，其細胞染色體畸變頻率有較大幅度的增加，如顧瑞琦等(1988)報道，小麥種子經空間飛行後，雖然種子的萌發與未處理者無顯著差異，但根尖細胞中有微核和染色體橋的發生頻率大大增加。王彩蓮(1998)報道，經衛星搭載空間處理的5個水稻品種種子的根尖細胞有絲分裂指數(MI)均高於地面對照組。 3．影響空間誘變的因素 空間環境能夠引起細胞內染色體畸變而導致植物遺傳性狀變異的原因目前為止尚未完全清楚，但對強輻射、微重力的認識卻是一致的。 (1)宇宙射線。強輻射是空間環境的主要特點之一，強輻射是指宇宙射線的作用，因此說，宇宙射線是空間誘變育種的主要誘變因素之一。當植物種子或植物組織在空間運行時，被宇宙射線中的高能重離子(HZE)擊中後，種子或組織中有更多染色體發生畸變，植物體異常發育率增加，而且高能離子擊中的部位不同，畸變情況亦不同，根尖分生組織和胚性分生細胞被擊中時，畸變率為最高。 (2)微重力。在研究空間誘變效應時，微重力等其他空間條件也在生物效應中起作用。經空間飛行過的植物種子即使沒有被宇宙射線離子擊中，發芽後也會看到有染色體畸變現象，且在空間飛行的時間愈長畸變率愈高。Anikeeva等(1983)認為，微重力是通過增加種子對其他誘變因素的敏感性而起作用的。這可以從微重力對植物的向性、生理、代謝、激素分布、Ca2+ 的含量與分布、細胞結構的影響得到解釋，尤其是在微重力條件下的細胞核畸變、分裂紊亂、濃縮的染色體增加、核小體數目減少等現象，更說明與遺傳有關的物質受到微重力的影響。 (3)植物材料。在空間誘變過程中，所選植物材料不同誘變效果不同，植物種類、品種、組織類型、細胞類型及不同生長發育過程中的材料對環境因素改變的反應敏感性和生存極限值不同，其誘變效率也就不同。如Nuzhdin(1972)發現大麥種子對空間反應強弱與種子的休眠狀態和實驗所用品種的輻射敏感性有關。這說明生理狀態活躍的生物體對空間環境的反應比休眠狀態的生物體更敏感。 4．空間誘變育種技術所取得的成就 從1960年開始的空間植物生長發育和遺傳變異研究至今的近40年間，在研究和實際應用方面均有突破性進展。我國從1987年利用返回式衛星搭載植物種子、無性系、植物結構和愈傷組織，從中獲得了大量有益的變異材料。隨後的幾年裡又相繼成功地進行了這類實驗，植物材料涉及了我國的主要糧食作物及蔬菜作物，到目前為止，已有一些優異突變類型新種質和具有優良農藝性狀的新品系相繼育種成功。 (1)糧食作物。1988年中國科學院遺傳所與江西宜豐縣農科所合作進行了衛星空間誘變「農墾58」水稻品種，從中獲得了大粒型、大穗型、優質米類型、黑米型和紅米型突變體，並於1993年選育成兩個高產優質新品系。陳遠芳等(1984)利用高空氣球處理「59」和「海香」兩個粳稻品種，SP2代調查時發現株高、生育期、穗長、穎殼色等11個性狀均出現廣幅的分離，特別是出現了具有廣親和基因，並對不育系的育性具有恢復能力的突變體，這是利用一般誘變手段所難以獲得的。據悉，1994年利用這批材料已經選育出一批強優勢釉粳雜交組合，並已進入生產應用階段。如育成的博優721開始大面積種植。小麥空間誘變育種同樣也取得新進展，小麥航天2號品種也已進入生產應用。另外，像巨穗穀子和特大粒紅小豆等糧食作物的優異新品系也已育成，並被用於育種和生產。 (2)蔬菜作物。在蔬菜空間誘變育種方面我國也取得了顯著的成就，現已育成的衛星87—2青椒新品系單果重最重達350g，增產幅度為25％—30％，種植面積已超過1000hm2。空間誘變育成的番茄新品系抗病豐產，增產幅度在20％以上，目前也已應用於生產。 5．空間誘變育種技術的應用前景展望 合理開發利用空間資源，使其造福於人類是大趨勢。植物空間誘變育種通過開發利用空間這一特殊誘變源，且對地球環境不產生環境污染等不良影響，其誘變育種效果又好，必將成為未來植物育種的重要技術手段。鑒於我國在這一研究領域具有國際領先水平，國家有關部門已將該項研究列為「九五」重大科技攻關項目。我國「神舟」號飛船發射成功，為人類利用宇宙空間開拓了廣闊的前景。可以相信，21世紀空間誘變育種必將有一個飛躍的發展。

『貳』 太空育種的基本介紹

太空育種：也稱空間誘變育種，就是將農作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空，宇宙高能離子輻射，宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩定快，以及高產、優質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，由8年左右縮短至4年左右。世界上只有美國、俄羅斯、中國成功地進行了衛星搭載太空育種。我國是1987年開始將蔬菜等搭載上天。
太空育種是集航天技術、生物技術和農業育種技術於一體的農業育種新途徑。是當今世界農業領域中最尖端的科學技術課題之一，通過已進行的太空農業試驗，植物、動物等生物體的許多特性奧秘被揭示。世界上只有美國、俄羅斯、中國三個國家擁有返回式衛星技術。在這方面，中國走在世界前列。 科學家認為，太空育種主要是通過強輻射，微重力和高真空等太空綜合環境因素誘發植物種子的基因變異。由於億萬年來地球植物的形態、生理和進化始終深受地球重力的影響，一旦進入失重狀態，同時受到其他物理輻射的作用，將更有可能產生在地面上難以獲得的基因變異。綜合太空輻射、微重力和高真空等因素的太空環境對植物種子的生理和遺傳性狀具有強烈影響，但是究竟主要是哪些因素產生影響，以及如何產生影響，至今還沒有定論。經歷過太空遨遊的農作物種子，返回地面種植後，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，產量比原來普遍增長而且品質也大為提高。到目前為止太空育種取得了不錯的成效，但仍無法控制種子的變異方向，只能是任其發展，這是當今世界的科學空白區 ，等待著科學家們去做進一步的探索。
太空環境對植物基因產生影響已經得到各國科學家的證實，但是對太空育種原理的解釋仍在爭論之中。

『叄』 什麼是太空育種太空育種的好處

太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是將作物種子或誘變材料搭乘返回式衛星或高空氣球送到太空，利用太空特殊的環境誘變作用，使種子產生變異，再返回地面培育作物新品種的育種新技術。

太空育種可以縮短育種周期。據專家介紹，正常的農業育種一般需要8年時間，太空育種可以縮短一半的時間。但從太空搭載回來以後，在地面必須要種植四代，才可以選育出性能穩定的品種。

太空育種是1個全新的交叉學科，涉及諸多領域，如航天技術、輻射技術、生物技術等，其本身還不是十分成熟和完善。太空搭載畢竟很少，主要是水稻和小麥。因為我國是1個農業大國，太空育種技術受到重視，我國在太空技術方面雖然不是第1位的，但是在太空農業育種方面應該是第1位的。常規育種中的雜交技術一般需要8 a才可以獲得新品種，太空育種可以縮短一半時間，太空搭載回來以後，在地面上必須要進行不少於4代的培養。太空育種是1個很好的能夠縮短育種周期的方法。

『肆』 植物在太空結出的種子萌發後性狀一定會改變嗎

會

太空育種，會導致種子基因發生變異，進而培育出新的品種。
太空育種並沒有將外源基因導入作物中使之產生變異。作為誘變育種技術，太空育種可使作物本身的染色體產生缺失、重復、易位、倒置等基因突變。這種變異和自然界植物的自然變異一樣，只是時間和頻率有所改變。太空育種本質上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產生的自然變異。太空中宇宙射線的輻射較強，這是植物發生基因變異的重要條件。

太空育種也稱空間誘變育種，就是將農作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空，宇宙高能離子輻射，宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩定快，以及高產、優質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，由8年左右縮短至4年左右。

『伍』 東方紅航天生物說的航天生物技術具體指的是什麼呀

航天生物技術又稱「空間誘變育種技術」，就是利用返回式空間飛行器將農作物、微生物、植物種子等生物樣本送入太空進行特殊變異，再利用現代生物技術進行培育優良種子。

『陸』 上過太空的種子就能長出大果實為什麼基因總往好的方向突變

上世紀九十年代出現了一個叫做太空椒的青椒品種，特徵是植株增高增粗明顯，果形增大，增產明顯，病蟲害的抵抗能力有部分增加，作為太空椒的種植農戶，對於這樣的結果肯定是喜聞樂見的，而太空椒的名字也非常響亮，使得在農村田間，到處都能看到太空椒的身影。

最後有個問題要提醒下，雜交或者分子育種都支持留種，但第二代種子退化嚴重，因為在開花結果的過程中會加入原有品種的基因逐漸退化，代數越多退化越嚴重！而轉基因品種理論上可以操作種子不發芽，所謂的「斷子絕孫」技術是存在的，但卻只是讓植物本身的中子不發芽而已，與廣義斷子絕孫無關，各位不要聯想了

『柒』 微生物育種的誘變育種

1.1物理誘變
1.1.1紫外照射
紫外線照射是常用的物理誘變方法之一，是誘發微生物突變的一種非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外輻射是最有效的致死劑。紫外輻射的作用已有多種解釋，但比較確定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚體[1]。二聚體的形成會阻礙鹼基間正常配對，所以可能導致突變甚至死亡[2]。
紫外照射誘變操作簡單，經濟實惠，一般實驗室條件都可以達到，且出現正突變的幾率較高，酵母菌株的誘變大多採用這種方法。
1.1.2電離輻射
γ- 射線是電離生物學上應用最廣泛的電離射線之一，具有很高的能量，能產生電離作用,可直接或間接地改變DNA 結構。其直接效應是可以氧化脫氧核糖的鹼基，或者脫氧核糖的化學鍵和糖- 磷酸相連接的化學鍵。其間接效應是能使水或有機分子產生自由基，這些自由基可以與細胞中的溶質分子發生化學變化，導致DNA 分缺失和損傷[2]。
除γ- 射線外的電離輻射還有X- 射線、β- 射線和快中子等。電離輻射有一定的局限性，操作要求較高，且有一定的危險性，通常用於不能使用其他誘變劑的誘變育種過程。
1.1.3離子注入
離子注入是20 世紀80 年代初興起的一項高新技術，主要用於金屬材料表面的改性。1986 年以來逐漸用於農作物育種，近年來在微生物育種中逐漸引入該技術[3]。
離子注入時，生物分子吸收能量，並且引起復雜的物理和化學上的變化，這些變化的中間體是各類活性自由基。這些自由基，可以引起其它正常生物分子的損傷，可使細胞中的染色體突變，DNA 鏈斷裂，也可使質粒DNA 造成斷裂。由於離子注入射程具有可控性，隨著微束技術和精確定位技術的發展，定位誘變將成為可能[4]。
離子注入法進行微生物誘變育種，一般實驗室條件難以達到，目前應用相對較少。
1.1.4 激光
激光是一種光量子流，又稱光微粒。激光輻射可以通過產生光、熱、壓力和電磁場效應的綜合應用，直接或間接地影響有機體，引起細胞染色體畸變效應、酶的激活或鈍化，以及細胞分裂和細胞代謝活動的改變。光量子對細胞內含物中的任何物質一旦發生作用，都可能導致生物有機體在細胞學和遺傳學特性上發生變異。不同種類的激光輻射生物有機體，所表現出的細胞學和遺傳學變化也不同[5]。
激光作為一種育種方法，具有操作簡單、使用安全等優點，近年來應用於微生物育種中取得不少進展。
1.1.5 微波
微波輻射屬於一種低能電磁輻射，具有較強生物效應的頻率范圍在300MHz~300GHz，對生物體具有熱效應和非熱效應。其熱效應是指它能引起生物體局部溫度上升。從而引起生理生化反應；非熱效應指在微波作用下，生物體會產生非溫度關聯的各種生理生化反應。在這兩種效應的綜合作用下，生物體會產生一系列突變效應[6]。
因而,微波也被用於多個領域的誘變育種，如農作物育種、禽獸育種和工業微生物育種，並取得了一定成果。
1.1.6 航天育種
航天育種，也稱空間誘變育種，是利用高空氣球、返回式衛星、飛船等航天器將作物種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，利用宇宙空間特殊的環境使生物基因產生變異，再返回地面進行選育，培育新品種、新材料的作物育種新技術。空間環境因素主要有微重力，空間輻射，以及其它誘變因素如交變磁場，超真空環境等，這些因素交互作用導致生物系統遺傳物的損傷，使生物發生諸如突變、染色體畸變、細胞失活、發育異常等。
航天育種較其它育種方法特殊，是航天技術與微生物育種技術的有機結合，技術含量高，成本高，個體研究者或一般研究單位都難以實現，只能與航天技術相結合，由國家來完成。
1.1.7 常壓室溫等離子體誘變育種
常壓低溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）簡稱為ARTP，指能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。ARTP技術作為一種新型的物理方法，在微生物誘變育種領域有著廣闊的應用前景。
等離子體中適當劑量的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，菌株出現遺傳物質損傷後，微生物啟動SOS修復機制，其誘導產生DNA聚合酶Ⅳ和V，它們不具有3ˊ核酸外切酶校正功能，於是在DNA鏈的損傷部位即使出現不配對鹼基，復制仍能繼續前進。在此情況下允許錯配可增加存活的機會。ARTP對遺傳物質造成的損傷，多樣性較高；又SOS誘導修復本身為容錯性修復，因此，ARTP多樣性的損傷將可能在修復過程中包容於DNA鏈中，在微生物進行復制修復時，其可能帶來多樣性的錯配可能。
ARTP應用於微生物突變育種，成本低、操作方便，沒有很多物理誘變設備（如離子束注入等）所需的離子或電子加速、真空和製冷等附屬設備；ARTP對遺傳物質的損傷機制多樣，具有較高的正突變率，突變性能多樣，對於真菌、細菌、藻類等都有效果；ARTP對環境無污染，保證操作者的人身安全，無論用何種氣體放電，其均無有害氣體產生。

『捌』 航天育種的本質是什麼

20世紀60年代後期，隨著我國航天技術的發展，我國科學工作者綜合宇航、遺傳、 輻射、育種等學科的知識開創性地開辟一條作物育種新技術——航天誘變育種。所謂航天誘變育種，又稱太空育種和空間誘變育種，是指利用返回式衛星和「神舟」飛船等返回式航天器將農作物種子帶到200～400 km的太空中，利用太空中的強輻射、微重力、高真空、弱磁場等宇宙空間特殊環境對農作物種子、組織、器官或生命個體等材料的誘變作用產生變異，再返回地面選育新種質、新材料，培育新品種的植物育種新技術[95,96,97]。相對於其它誘變育種手段，它能夠在短的時間內創超出罕見突變種質材料和基因資源用於突破性新品種的選育[98]。

『玖』 東方紅航天生物公司有自己有航天生物科技，是什麼技術啊，有用嗎

航天生物技術又稱「空間誘變育種技術」，即利用返回式空間飛行器將農作物、微生物、植物種子等生物樣本送入太空，利用太空微重力、強輻射、高真空、高潔凈等特殊環境作為誘變因子，使生物產生遺傳性變異，返回後再利用現代生物技術進行培育，篩選出性狀優良的菌株或種子，形成規模化生產。東方紅公司已經依靠這種技術研發出很多高質量產品了。

『拾』 誘變的空間技術誘變

近年來，人們利用宇宙系列生物衛星、科學返回衛星、空間站及太空梭等空間飛行器，進行搭載微生物材料的空間誘變育種。通過外層空間特殊的物理化學環境，引起菌種的DNA 分子的變異和重組，從而得到生物效價更高的高產菌種。1987年以來，中國科學院微生物研究所等單位，先後利用衛星搭載了真菌、酵母、放線菌、細菌等30多種微生物菌種，經培殖後觀察發現，處理後菌種的性狀均產生了一些變異，從中選擇培育出了一些能提高抗生素和酶產量的新菌種,現已投產應用。
空間環境導致作物遺傳變異的原因尚不完全清楚，一般認為空間誘變的主要因素有以下幾點。 隨著基因組研究的深入和發展，中國科學院遺傳研究所的專家發現了新的誘變機制，即轉座子假說。該假說認為，太空環境將潛伏的轉座子激活，活化的轉座子通過移位、插入和丟失，導致基因變異和染色體畸變。這一新的發現為航天誘變育種機理研究增加了新的內容，加速了航天誘變育種機理的研究進程[8]。