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。     

春小麦航天诱变效果的初步研究

用春小玫纯系种子进行了加硼及水处理的航天试验。结果表明，航天处理种子发芽势提高１０％－１５％，发芽率提高２％－６％，Ｍ１代田间出苗率提高８．５％，与对照相比差异显著。水＋航天处理Ｍ１代小区产量提高２６．１％。航天处理后放置３个月，发芽试验结果基本一致。     

航天诱变与辐射诱变相结合选育水稻新品种

利用航天诱变与辐射诱变相结合的方法进行水稻新种质、新品种的选育 ,显著地提高了其突变频率和突变类型 ,提高了诱变育种的选择效果 ,育成了 1个两系杂交水稻新组合及一批优质水稻新种质和新品系 (组合 )。     

实践八号育种卫星搭载籼稻的诱变效应研究

利用卫星搭载4个籼稻品种(系)的干种子,对SP1代种子活力和农艺性状、SP2代农艺性状、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性进行诱变效应分析,结果表明:空间环境对籼稻种子损伤较小,SP1代的发芽率、芽长、株高以及结实率的生理损伤变幅为0～26.9%;对空间环境的敏感性由强到弱依次为桂99、航恢7号、R998、金航138。SP1代表型不发生分离;SP2代在株高、分蘖、谷粒重、稻米直链淀粉含量和白叶枯病抗性等性状出现分离,突变性状在SP3代能够遗传。空间诱变不仅能使水稻农艺性状发生变异,而且能使稻米品质和抗病性产生变异。     

太空搭载结合离子注入进行白莲诱变育种的研究

3年的试验观察表明 ,离子注入经太空诱变的白莲种子育出的花型由单瓣变为半重瓣、重瓣花 ;花色由红色变成粉红、爪红色 ;莲蓬、莲籽变异出多种形状 ;始蕾期比对照提前 5～2 1d ,末蕾期延迟到 9月下旬 ;单缸现蕾数高达 1 4朵 ,1m2 小区现蕾 2 1朵 ;单株平均每蓬实粒数最多的为 2 1 6粒 ,铁莲子最大粒重达 2 0 2g ,鲜壳莲子最大粒重达 5 0g ,上述性状变异是常规育种方法少见的     

航天搭载和离子束注入对大豆诱变效应的初步研究

以北方春大豆主栽品种绥农14的干种子为材料,分别进行航天搭载和低能离子束注入处理。其中,航天搭载在实践八号返回式卫星上完成,离子束注入采用能量为30keV的氮离子,设置4×1016、8×1016、12×1016和16×1016N+/cm2等4个注量水平,在相同种植条件下对航天搭载和低能离子束注入处理M1代的生物学效应和M2代的变异频率进行研究,以比较两种诱变育种手段诱变效应的异同。结果表明,航天搭载处理M1代的出苗率、株高、单株荚数、单株粒数等与注量分别为4×1016和8×1016N+/cm2的离子束注入处理无显著差异。航天搭载处理M2代的总变异频率为4.41%,离子束注入处理M2代总变异频率的平均值为5.02%,两种处理间差异不显著;两种处理M2代中均有早熟、不育、多小叶、矮化、畸形茎、圆形叶片等变异类型,这些相同变异类型的总频率占航天搭载总变异频率的比例为97.3%,占离子束辐照处理总变异频率的比例为89.0%。鉴于两种处理的诱变频率和突变类型相近,但航天搭载的成本高,建议在大豆诱变育种中,可考虑选用离子束注入。     

空间环境和60Co-γ辐照对水稻稻米品质的诱变效应

研究了4个水稻品种返回式卫星搭载和60Co-γ射线辐照两种条件下SP2(M2)和SP3(M3)的稻米品质差异性.研究结果表明,空间诱变后代稻米品质性状发生不同程度的变异,其变异幅度和方向因品种或性状不同而异;空间诱变后代的胶稠度、垩白粒率和垩白度主要为正向变异,而直链淀粉含量多为负向变异,其变化趋势与γ射线辐照后代相似,但前者更有利于创造米粒长宽比大、糊化温度低和垩白小的变异株系.稳定性分析显示,空间诱变后代米粒长宽比和直链淀粉含量在SP2与SP3间的相关系数变幅分别为0.2979 ～0.9039和0.2356 ～0.7142,并且大多数相关系数达到极显著水平,表明可在SP2对其进行早代选择.     

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。     

高空气球搭载水稻种子后代变异的研究

以籼稻品种惠阳珍珠早干种子为材料 ,经高空气球 30km搭载飞行 8h后返地种植 ,从第1代发现较多变异单株 ,从第 1、2代选出的株高变矮、育性降低、穗长增长 3个株系的变异性状在其后代种植过程中稳定遗传 ,与原种比较达到极显著差异水平 ,通过连续 6代种植、田间观察、考种和差异显著性的统计学分析表明 ,高空气球搭载水稻种子能诱导其遗传变异     

水稻新品种“粤航1号”的选育

本文介绍了籼型香稻新品种粤航1号的选育,并对航天搭载材料的选择和香味性状突变进行了讨论。该品种鉴定结果为品质达国标优质3级以上,食味品质佳,既香又软,可加工中高档包装米。粤航1号已通过广东省品种审定。     

加速器氩离子辐射对水稻诱变效应的初步研究

用加速高能氩离子束照射水稻干种子,观察M_1的损伤效应,建立了成苗率与育性的剂量响应曲线,并求出成苗率与育性的半抑制剂量分别为93.7Gy及67.0Gy。在M_2选出了具早熟、矮秆、大粒等性状的多个突变体,并发现多种性状同时变异的突变体所占的比例较大,而不同剂量处理的诱发突变效果有较大差异,在所用剂量范围内,以90Gy处理诱发的突变频率最高,突变谱最广。应用同工酶作为遗传标记研究了所观察的性状突变与9种同工酶酶谱的关系。结果表明,在分析的突变体中,有两种同工酶(PGD-1及PGI-2)的电泳形态不同于原种,且分别与千粒重和籽粒长宽比及株高和抽穗期的变异相关。     

特种稻新品种航香糯的选育

用特种稻南丰糯种子搭载神舟4号宇宙飞船,进行空间诱变处理,诱变后代材料经多代选择,育成特种稻新品种航香糯,2009年1月通过广东省农作物品种审定.与原品种南丰糯相比,航香糯的稻瘟病抗性提高,粒型变细长,有效穗和实粒数增加,且具有香味.本文还就空间诱变育种的应用效果和变异材料稳定的世代进行了讨论.     

水稻空间诱变育种的研究

利用高空气球和返回式卫生搭载ＺＲ９水稻干种子，进行空间诱变处理，研究空间环境对水稻的诱变效应。结果表明，高空气球搭载种子的发芽率明显低于对照，ＳＰ１出现株高和生育期的突变，而卫星搭载种子的发芽率及当代植株的性状均没有明显的变化。