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。     

零磁空间处理水稻干种子诱变效应研究

利用零磁空间对水稻干种子进行诱变处理 ,研究其细胞学和生物学效应。结果表明 :零磁空间处理水稻干种子后 ,当代细胞染色体畸变频率提高 ,畸变类型以染色体桥和微核高于其他畸变类型 ;从生物学效应来看 ,零磁空间处理对当代发芽率、成苗率、苗高和分蘖有促进生长作用 ;M2 变异类型丰富 ,早熟类型突变频率相对较高 ,而育性分离较大 ,各类分离程度大小依次为 :早熟 >育性 >株高 >穗型 >粒型 ;当选变异类型单株后代稳定快 ,说明零磁空间诱变处理在水稻品种改良方面很有前途     

叶黄素、玉米黄质研究进展——叶黄素、玉米黄质的结构、性质和生物学功能

叶黄素和玉米黄质是含紫罗酮环的二羟基类胡萝卜素,在自然界广泛存在。大量的流行病学证据表明,叶黄素和玉米黄质在保护眼睛、预防癌症和心血管疾病等方面起着重要的作用,是目前国际上功能性食品成分研究中的一个热点。本文详细地介绍了叶黄素和玉米黄质的结构、物理性质、化学性质和生物学功能方面最新研究进展。     

航天技术在水稻诱变育种中的应用研究

利用高空气球、返回式卫星和飞船搭载水稻干种子进行空间诱变处理 ,开展空间诱变效应及其育种应用研究。在诱变后代选育出航育 1号、R2 0 36和航香 1 0号等新品种 (系 )。对空间诱发的多蘖矮和大粒突变体进行了形态学鉴定和遗传学研究。空间诱变效应表现为处理当代生理损伤轻 ,植株结实正常 ,后代突变频率因不同基因型和性状差异较大。空间环境诱变敏感性与60 Coγ射线辐照敏感性相关不显著。     

50MeV/u碳离子辐照休眠和萌发春麦种子的M_1代比较

50MeV u碳离子辐照春麦 86 336和 1 46 1 5的休眠和萌发种子。通过M1代生物学性状和苗期POD、SOD和CAT酶活性、蛋白质含量以及MDA含量等研究表明 :1 )同对照相比 ,许多生物学性状的变化表现出萌发种子大于休眠种子 ;除蛋白质含量外 ,SOD酶活性、POD酶活性、CAT酶活性和MDA含量等在休眠种子和萌发种子间差异显著 ;2 )两个春麦材料的表现 ,在有些性状的变化上也有所区别。     

空间诱变和γ射线辐照与离体培养相结合对水稻生物学效应的研究

利用返回式人造卫星搭载早籼品种中优早 3号干种子 ,研究比较其用不同剂量γ射线辐照对水稻的生物学效应。结果表明 ,空间诱变对M1 代成苗率、苗高和结实率的生理损伤明显比γ射线辐照轻 ,M2 代诱发的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变的频率不及 30 0Gyγ射线处理。对空间诱变种子进行离体培养 ,叶绿素缺失和株高突变的频率有较大提高。空间诱变种子的愈伤组织经辐照处理后 ,绿点分化率和绿苗分化率下降 ,M2 的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变频率超过空间诱变与离体诱变单独处理之和 ,也不同程度高于 30 0Gyγ射线辐照     

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 ,可望直接育成新品种     

空间诱变因素对不同粳稻基因型的生物学效应研究

研究结果表明,空间搭载种子的发芽率、存苗率和结实率均低于对照,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,个别品种M1 代出现了谷粒颜色的突变。M2 代在株高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。经同一材料的空间和γ射线辐照处理比较,其突变频率和诱变效率因不同的突变性状存在着一定的差异。在空间处理的M2 代就出现较多综合性状优良的突变体,可望直接育成新品种。     

质子束(H~+)处理甜瓜种子的辐射生物学效应和利用研究

本文研究了用不同能量不同剂量的质子处理甜瓜干种子的生物学效应。结果表明,质子辐照可诱发染色体结构变异及分裂行为异常,随着质子能量和剂量的提高,染色体畸变细胞率呈增加趋势。质子对染色体的致畸效应有微核、染色体桥、断片等。从突变效应看,早熟突变较多,并从中选出T63-1-17-8-1-3早熟突变系。     

零磁空间诱变小麦的生物效应研究

研究了零磁空间处理小麦风干种子以及在小麦花药培养过程中附加零磁空间处理的生物遗传学效应。结果表明 ,小麦种子在零磁空间处理 1 80d以上会明显抑制种子萌发和幼苗生长 ,表现出与传统γ射线处理完全不同的生物效应 ;在小麦花药愈伤组织诱导过程中附加一定周期的零磁空间处理 ,对小麦雄核发育和最终形成愈伤细胞团有一定的刺激作用 ,有助于促进高质量愈伤组织及其绿苗的获得率。零磁空间处理丰富了小麦花培后代的变异类型 ,提高了小麦花培育种选择的效率     

利用返回式飞船选育优良红曲霉菌

利用“神舟 3号”返回式飞船搭载红曲霉菌 0 70 8。对搭载后的菌株进行复壮、分离和筛选 ,以高产洛伐他汀和耐硒为选择条件 ,筛选到 8株耐硒又高产洛伐他汀的菌株。经连续发酵试验证明变异菌株的优良特性可以保持稳定。     

转基因棉花对土壤生态环境的影响

总结了转基因棉花在生态安全性方面的研究进展,重点介绍了转基因棉花对土壤生态环境的影响,包括：外源基因表达产物在土壤中的富集;外源基因表达产物对土壤生物的影响：外源基因在土壤生态系统中的水平转移。认为目前对转基因棉花的土壤生态学过程的研究较少,尚难以确定转基因棉花对土壤生态环境的影响程度。并由此介绍了Biolog系统和DNA指纹技术在土壤生态安全性研究中的应用。     

生物表面活性剂生物合成的研究进展

生物表面活性剂是由微生物产生的具有高表面活性的生物分子,相对于化学合成的表面活性剂,生物表面活性剂对生态系统的毒性较低,且可生物降解。因此,其在工业生产上有潜在的广泛应用价值,人们关于其合成方面的研究逐年增多。但是,由于其是次生代谢产物,传统方法主要是进行高效菌株的筛选,以及研究不同发酵条件对其产量的影响。近年来,由于基因工程技术的广泛应用,分子生物学、遗传学和酶学等方面的方法被人们运用于生物表面活性剂合成过程的研究,人们了解了催化生物表面活性剂合成的各种关键酶、调控基因的操纵元结构、合成中底物变化的过程等,从而对其生物合成的过程有了更进一步了解。     

中国植物营养生物学研究重要进展和展望

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学,是支撑基于植物营养生理和分子遗传的农业养分高效新技术、新品种、新肥料可持续发展的重要基础学科之一。30多年来,中国植物营养生物学研究取得了显著进展,尤其是近5年来,中国植物营养生物学领域的科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量大幅增加,在营养元素高效、营养逆境耐性、根际和根系分泌物等若干领域取得了重要成果。本文评述了近5年来中国科学家在植物营养生物学若干领域取得的重要研究进展, 以期追踪和报道当前中国植物营养生物学科领域发展的前沿和热点,并对存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。     

植物营养生物学研究方向探讨

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学。在过去的30年,我国植物营养生物学研究取得了长足的发展,但从国家自然科学基金资助情况分析,与相关学科相比,近10多年来植物营养生物学总体研究力量相对薄弱,缺乏新一代领军人才。一些研究更接近于“纯”植物生物学,与植物营养应用研究出现脱节,对农业绿色发展及化肥产业升级的支撑不够。植物营养生物学研究者应该重视与作物育种、耕作栽培、生态环境、植物保护及化肥产业的合作,跟踪这些领域的研究现状及生产中面临的技术需求,围绕这些领域的技术“瓶颈”开展植物营养基础研究,在提供解决途径的同时创新植物营养生物学机理,从而丰富植物营养学理论。在研究内容上,建议重视控制养分响应度的生理与遗传机制,养分信号与环境信号互作,养分×土壤×管理互作及其对根系生长的影响,养分供应与抗生物胁迫,高产高效的植物营养生理学基础,特种作物的营养机理,化肥产品升级的生物学途径等方向的研究。     

甘蔗内生固氮菌研究

对甘蔗内生固氮的分布特点、生理学特性、生物学特性、遗传学特点及应用前景等方面的研究进展进行了全面的概述.     

麻风树生理生态学研究

麻风树是一种具有多种用途的灌木,因其种子富含的油脂可以转变为生物柴油,所以成为一种很有潜力的生物质能源作物。麻风树的研究最先开始在其药用价值上,随着世界能源物资的逐渐短缺,人们开始四处搜寻可替代能源,麻风树种子油的优良特性,引起世界各国的高度关注,对麻风树各方面的研究也越来越多。就现有文献报道看来,研究主要集中在种质资源遗传多样性评价,组织培养方面,对种子油的研究也有一些报道。但这些研究还不够全面透彻,因此本文就麻风树的自然分布环境状态、受环境影响的生物学特性、栽培及技术措施的应用、受环境因素影响的遗传多样性变化以及生理生化变化等方面的研究进行了总结。对目前科学研究及产业发展方面所存在的问题及解决方法提出了建议。     

土壤微生物群落结构研究方法进展

分离培养技术在土壤微生物的研究中有很大的局限性，因为土壤中的微生物大部分还处于不能被分离培养状态。随着微生物研究技术的发展尤其是分子生物学技术的发展，一系列不依赖于培养的技术在土壤微生物研究中得到广泛应用。本文介绍了生物标志物法、SCSU、DNA复性分析、DGGE、TGGE、ARDRA、T-RFLP、SSCP、PAPD和ERIC—PCR图谱分析等方法在土壤微生物群落结构研究中的应用。     

植物钾效率及其评价的研究进展与展望

植物对K素的吸收和利用是一个复杂的过程。近年来,科学工作者在植物K素高效机理方面做了大量研究工作,有关K素效率及其评价的研究取得了长足的进展。本文简要综述了植物K素效率的概念、K素吸收效率的差异及其生理机制,讨论了土壤K库、根系特征、根系分泌物和根际微生物、K素在植株和细胞水平的分配和再分配、其他离子对K离子的替代作用、收获指数、研究当中常用的K素效率的评价方法及存在的一些问题,并介绍了分子生物学领域的最新相关研究成果。