航天育种：来自太空的＂魔力＂

航天工程给力航天育种 2011年11月17日19时32分,在圆满完成了与“天宫一号”的无人交会对接任务后,“神舟八号”飞船返回舱顺利降落于内蒙古四子王旗主着陆场。人们在欢庆我国载人航天工程取得又一个重大突破的同时,注意到“神舟八号”飞船又一次进行了植物种子的空间搭载试验。     

营养盐浓度对航天搭载盐藻生长及胞外多糖含量的影响

比较了培养液中不同营养盐浓度对“神舟5号”搭载盐藻(Dunaliella salina)和非搭载盐藻的生长及胞外多糖积累的影响,发现经“神舟5号”搭载后盐藻最适营养盐浓度发生了变化。非搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2200 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO455 mg/L。搭载盐藻培养液中最佳单因子组合为:CaC l2250 mg/L、MgC l2500 mg/L、KNO31 000 mg/L、KH2PO415 mg/L。搭载和非搭载盐藻胞外多糖累积的最佳单因子组合相同:CaC l2、MgC l2、KNO3、KH2PO4分别为250、2 000、500、15 mg/L,但搭载盐藻胞外多糖的分泌明显高于非搭载盐藻。     

微生物谷氨酰胺转胺酶生产菌株的育种研究

在简要介绍微生物谷氨酰胺转胺酶的主要功能、应用和国外研究成果与目前状况后,指出该酶生产微生物菌种选育的重要性以及实际难度和艰巨性,阐述了进行初筛、复筛和常规诱变育种试验的关键技术手段及其成果效益。利用这些有效方法获得性能优良的高产酶突变菌株,进行规模化发酵工艺条件和酶制剂产品分离提纯技术研究,并在此基础之上,进一步开展通过“神舟”四号飞船搭载的微生物空间诱变育种研究强化产酶菌株的各种优良性能,说明了空间多种复合因素引发的综合搭载效果显著。     

茅台酒大曲中红曲霉产生抗氧化物质活性的研究

从“神舟”五号飞船搭载前、后的茅台酒大曲中各分离出一株红曲霉(MWG-106、MWGS-98),采用邻菲罗啉-Fe2 氧化法和分光光度法测定其代谢产物的抗氧化活性。结果表明:太空搭载前、后红曲霉代谢产物均具有极显著的(P<0.01)清除羟自由基的能力,太空搭载前(MWG-106代谢产物的抗氧化能力显著(P<0.05)高于搭载后;同一红曲霉中酸性组分抗氧化能力显著(P<0.05)强于中性组分。     

航天育种:来自太空的“魔力”

航天工程给力航天育种2011年11月17日19时32分,在圆满完成了与"天宫一号"的无人交会对接任务后,"神舟八号"飞船返回舱顺利降落于内蒙古四子王旗主着陆场。人们在欢庆我国载人航天工程取得又一个重大突破的同时,注意到"神舟八号"飞船又一次进行了植物种子的空间搭载试验。     

航天搭载与非搭载舟形藻(Navicula tenera)培养基的优化

通过单因子和正交实验探讨了培养液中不同浓度KNO3、Na2HPO4、FeC l3和Na2S iO3对通过“神舟5号”飞船搭载与非搭载舟形藻(Navicula tenera)生长的影响,确立了适合搭载与非搭载舟形藻生长的最佳培养基组合。结果表明,经搭载后舟形藻生长所需的营养盐组合发生了变化。通过正交实验筛选出适合搭载舟形藻生长的最佳培养基为含300 mg.L-1KNO3、60 mg.L-1Na2HPO4.12H2O、24 mg.L-1FeC l3和700 mg.L-1Na2S iO3.9H2O的F/2培养基;适合非搭载舟形藻生长的最佳培养基为含600 mg.L-1KNO3、60 mg.L-1Na2HPO4.12H2O、12mg.L-1FeC l3和700 mg.L-1Na2S iO3.9H2O的F/2培养基。     

Vc生产菌“神舟七号”搭载育种

选取3株性状不同的Vc二步发酵生产菌搭载于"神舟七号"飞船进行空间诱变,返回地面后,经富集培养和分离,获得近12000株诱变菌株。采用试管微量培养并监测pH值法作3次初筛,获300余株优良株,再经摇瓶发酵定酸、糖法作3次复筛,选出12株优良菌株。新菌株摇瓶发酵转化率提高了5%～7%。研究了新菌株生产的最适发酵条件,调整了部分工艺过程,应用于大生产,转化率提高4%～5%。     

利用社会热点话题进行STS教学--"神舟9号"生命保障系统的设计

利用社会关注的、热点的科技问题在生物学教学中进行STS教育。不仅能够使学生在新的问题情景中综合地运用生物学和相关的知识去思考和尝试解决问题．更能够有效地激发学生学习科学的兴趣。在本期刊登的两个案例中,作者利用我国“神舟5号”发射成功这一热点问题,结合了教学内容和不同年级学生特点,进行了“神舟9号”设计生命保障系统的教学活动。教学中,教师注重培养了学生爱国主义情感、创新精神和运用跨学科知识的能力,体现了课程标准的理念和要求。     

航天诱变凤仙花SP2代形态变异的研究

对经“神舟4号”卫星搭载后的SP2代凤仙花的形态变异进行了研究。结果表明:子叶数目除有了两片的外,尚有三片和四片的。子叶形态上出现连生子叶、杯状子叶和大小不等子叶。真叶的形态上出现线状披针形,其小孢子母细胞减数分裂不正常,小孢子不育。花的结构上出现花瓣增多和花的叶化现象。茎的分枝上,有的不分枝,仅具主茎,有的分枝多达40枝以上。这些变化对研究和认识航天诱变育种有一定的理论和实际的意义。     

神舟十号飞船搭载对小麦品种济麦22的生物效应研究

探索空间环境对农作物生长的影响是充分发掘和利用航天育种技术优势的重要前提和基础。利用神舟十号飞船搭载小麦主推品种济麦22,对幼苗的生长势、苗高、鲜重和根长等主要指标进行对比分析,利用植物特异的叶绿素荧光技术研究上述指标变化的生理原因,并检测遗传物质的表观修饰状态。结果表明,飞船搭载小麦种子萌发的幼苗与地面对照相比鲜重降低,根长变短,根系数变少。叶绿素荧光参数测定发现,经过空间搭载的种子产生幼苗各种生长指标的差异是空间环境对植物产生的生理胁迫原因所致。经过空间飞行的种子萌发产生的幼苗,其基因组的甲基化修饰程度与对照相比发生了明显改变。     

我国第1颗航天育种卫星升空

我国第1颗航天育种卫星“实践8号”9月9日升空。“实践8号”育种卫星搭载九大类180组2000余份种子材料,拟对农业产品进行较全面的研究。     

航天诱导凤仙花SP3代子叶变化的研究

“神舟4号”搭载的凤仙花(Impatiens balsamina)种子经种植后获得SP3种子,发现SP3代子叶发生变异现象,在苗期的子叶数目和形态呈多种变化。除绝大多数为正常的2片大小相等的子叶外,还出现了少数三子叶、漏斗状子叶(杯状子叶)和联生子叶。在子叶的大小上,有的2片子叶大小基本相似,有的则差异明显。在子叶变异的植株中,有的植株叶片大小、花的形态和育性发生了变化,没有结果,不能通过有性繁殖后代。子叶的变异是遗传原因还是生理影响尚需进一步研究。     

航天搭载对武夷名丛相关生理及生长特性的影响

以神舟八号飞船搭载的6种武夷名丛种子SP₁代株系为材料, 探讨航天搭载对武夷名丛SP₁代株系叶片形态、光合色素含量、叶绿素荧光参数、可溶性糖和蛋白质含量以及茶叶品质成分含量的影响, 分析航天搭载后武夷名丛生长和生理特性的变化, 从中筛选优良突变株。结果表明, 航天搭载后6个武夷名丛SP₁代植株的叶长、叶宽、节间长度和叶面积均发生变化, 其中, 雀舌、肉桂和奇丹的叶面积显著增加; 航天搭载显著提高雀舌、奇丹、肉桂和金毛猴的叶绿素及类胡萝卜素含量, 瞬时叶绿素荧光(F_t)和光量子效率(Qy)也有所增加, 这有利于提高光合效率; 武夷名丛航天搭载后表现出可溶性糖含量增加而蛋白质含量减少, 氨基酸和茶多酚含量下降, 儿茶素和咖啡碱含量上升。综合各项指标, 航天搭载后6个武夷名丛中雀舌可以作为有益变异株系加以选育。     

卫星搭载对甘草种子萌发中生理特性的影响

为探讨卫星搭载处理对甘草种子萌发中生理特性的影响,本文运用卫星搭载技术对甘草种子进行太空诱变处理,考察了卫星搭载后甘草种子（卫星1号,GF）在干旱胁迫条件下,萌发过程中的发芽率、胚根长势、可溶性蛋白变化以及过氧化物酶和过氧化氢酶的活力,并与地面对照组种子（地面组,GN）进行了比较。结果表明,在干旱胁迫条件下（水势－1．0MPa）,飞行组种子的发芽率、胚根长势要高于地面对照组,其萌发过程中的过氧化物酶、过氧化氢酶活力也高于地面对照组。卫星搭载处理后,甘草种子的抗旱性能增强。     

航天诱变凤仙花叶片形态特性初探

以搭载"神舟四号"飞船后选育获得的凤仙花突变体后代为材料,对其叶型基本特性进行观察测量。结果表明,与对照相比,诱变凤仙花后代叶片长宽比、叶片厚度均发生显著变异;气孔宽度无显著差异,长度差异极显著。叶片形态特征的变化也在一定程度上导致凤仙花离体叶片萎蔫曲线的不同,对照凤仙花水分短时间内散失更快,诱变凤仙花失水速率则更为均匀缓慢。通过对叶片形态的研究,说明诱变后凤仙花的叶型变化是一种有利突变。     

《小狗飞天记》出版

人要上天,先要让动物上去探路,看太空的条件对于人会有什么不利的影响．苏联、美国在把人送上天之前,都曾经多次将狗或猿猴送上天去进行实验观察．“神舟5号”圆满成功,我国难道是直接把人送上天的吗？人们可能并不知道我国生物火箭试验这段不可或缺的历史,在个别媒体上也曾经出现过有关这一重要历史事件的报道和照片．但是,在这些极少的报道中,不符合史实的错误却屡有出现。     

地球外空间环境引起植物变异的研究进展

空间诱变育种是近年来迅速发展起来的空间生命科学研究领域,由于空间环境具有超真空、微重力、宇宙射线、宇宙磁场以及超洁净的特殊条件,使植物在空间环境中发生了目前地面尚不能模拟的变化。本将近年来在返回式地面卫星、神舟飞船和俄罗斯和平号空间站搭载的种子进行的细胞学、生理学以及RAPD分子检测等方面的研究工作进行了初步总结,目前该领域中还有许多问题有待进一步深入探讨。     

茯苓太空诱变菌株生物特性与品质系统研究

茯苓是我国大宗药食两用资源,对搭载“神舟十号”太空诱变育种的太空10号茯苓菌株进行生物特性研究和品质评价,探讨其推广应用的可能性。采用分子生物技术和大田栽培实验,对比菌株茯苓太空10号与湘靖28、5.78,研究其表观性状、显微结构、基因序列、拮抗反应、生长速度、结苓情况、生物转化率、薄层色谱和浸出物含量指标。结果显示,菌株太空10号菌丝细长,未见锁状联合,菌丝体外观均呈白色绒毛状,菌核呈类球形、椭圆形或不规则的块状,冷冻电镜扫描可见菌核呈柱状凸起的团块。太空10号与湘靖28和5.78的ITS、LSU、TEF1-α基因序列相似性达100%,进化树聚类为一支。太空10号与湘靖28拮抗较弱,与5.78拮抗明显。在20℃条件下,太空10号呈现出较快的生长速度。大田栽培实验显示,太空10号的菌核生物转化率较优,鲜重转化率达23.25%,干重转化率达11.28%,且其薄层色谱和水溶性浸出物、醇溶性浸出物含量均符合药典标准。研究表明经过诱变的菌株太空10号茯苓所属基源和菌核性状符合茯苓药材要求,生长情况良好,品质优良,具有推广应用潜力。     

两份太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传研究

从搭载神舟4号飞船的4份玉米自交系后代中选育出两份雄性不育突变体, 对其进行育性鉴定, 并分析不育性状的稳定性及遗传特点。以不育材料的不育株为母本, 同群体的可育株和其他自交系为父本进行杂交, 结合自交、回交分析其后代的育性表现; 同时, 以具有正常细胞质的自交系为母本, 育性完全恢复的测交F1植株为父本进行反交, 对其反交的F1及F2进行育性观察分析。结果表明：这两份不育材料不育株的花药内无花粉或含少量畸形花粉, 败育彻底, 花粉败育表现为典败型。不育性状在不同年份、不同季节、不同地点下稳定遗传, 属可遗传的单基因控制的隐性核不育类型。     

水稻高光效育种的再探索图版Ⅰ

群体叶片截获光能能力的叶面积指数（ＬＡＩ）的发展和单个叶片光能转化效率的最大光合速率（Ｐｍ ａｘ）,是提高水稻光能利用效率的两大关键性的指标．利用适应低光强生态型的、ＬＡＩ发展快的广东优良品种“七桂早”,与适应高光强生态型的、Ｐｍ ａｘ 高的美国优良品种“Ｌｅｍ ｏｎｔ”为亲本,利用化学杂交剂组配成化杀杂种稻Ｌｅ／七,较好地解决了ＬＡＩ与Ｐｍａｘ的矛盾．Ｌｅ／七既保持了父本“七桂早”早期ＬＡＩ发展快的优点,又兼具有母本“Ｌｅｍ ｏｎｔ”Ｐｍａｘ较高、适应高光强的优点．杂种Ｌｅ／七在中午强光下光合作用“午睡”现象不明显,尤其是当广东出现造成水稻光氧化伤害的气象条件时,Ｌｅ／七的光氧化伤害很轻或无,比“七桂早”明显提高了对高光强的光能利用效率．对杂种Ｌｅ／七在人工气候箱不同控光控温条件下进行的生长分析,及在平原、丘陵及山区的试种,均表明其光合生产力和光合适应性比亲本有明显的提高和改进．研究表明∶利用美国适高光强的优良品种,通过组配成化杀杂种稻的途径,是改良广东水稻品种对高光强的光合适应性,提高光合生产力和经济效益的一条快速而有效的育种途径．