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。     

中国航空航天大事记

航天大事 长缨刺天,神箭腾飞,卫星飞驰,神舟遨游,中国航天走过了50年艰苦曲折、波澜壮阔、光辉灿烂的发展历程,取得了以“两弹一星”和载人航天为标志的伟大成就,屹立于世界高科技之林。     

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。     

空间植物科学与技术

2003年初,我国“神舟4号“载人试验飞船发射和回收成功,电视、电台和报纸都报道了我国科技人员在空间进行了植物细胞电融合.这仅是我国空间植物科学与技术研究的一小部分.……     

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。     

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。     

松褐天牛球孢白僵菌高毒力航天诱变菌株的筛选

【目的】松褐天牛Monochamus alternatus是我国松材线虫病Bursaphelenchus xylophilus的主要媒介昆虫。为了更好地开发利用松褐天牛病原微生物球孢白僵菌Beauveria bassiana, 本研究通过航天搭载诱变及室内筛选, 获得球孢白僵菌高毒力诱变菌株。【方法】将经神舟八号飞船航天搭载诱变后的孢子稀释液涂布在PDA平板上培养,获得单菌落菌株,进而筛选获得高毒力诱变菌株。观察所获9个航天诱变菌株的菌落形态、菌落生长速度、产孢量、孢子萌发率及抗高温胁迫能力等生物学特性, 在此基础上筛选出生物学性状优良的菌株B159, B252和B305, 并进一步对松褐天牛4龄幼虫进行生物测定。再通过撒菌粉和注射菌液方法, 检验B252和B305对松木段内松褐天牛幼虫的杀虫效果。【结果】球孢白僵菌航天诱变菌株的生物学特性与野生型菌株cfcc81357存在分化。9个航天诱变菌株的菌落形态发生了不同程度的改变,6个菌落生长速率出现负向变异,仅诱变菌株B159, B252和B305能产生分生孢子。航天诱变菌株B252和B305在浓度为1.0×107 cfu/mL时对松褐天牛4龄幼虫的校正死亡率均为100%, 半致死中时(LT₅₀)分别为8.08和8.56 d, 明显优于野生型菌株, 显示出对松褐天牛的极强毒力。使用撒菌粉和孢子液体注射方法, 诱变菌株B252和B305对松木段内松褐天牛幼虫死亡率比野生型菌株高。【结论】诱变菌株B252和B305可能是优良菌株, 对生物防治松褐天牛方面有潜在的实用价值。     

“动物细胞融合与单克隆抗体”一节教学设计

通过神舟四号飞船上举行的“太空婚礼”创设情境,由植物体细胞杂交技术导出动物细胞融合技术及其应用的学习,以任务驱动学生设计制备单克隆抗体的方案,抓住技术流程和筛选主线,以问题导向,启迪学生思维,帮助学生理解单克隆抗体制备原理与应用,培养学生综合运用知识能力。     

苏俄太空动物实验研究发展历程

太空动物实验研究是人类航天科技发展中至关重要的一环。二十世纪以来,前苏联和俄罗斯在人类航天事业取得诸多重大成就,离不开太空动物实验的巨大贡献。太空动物实验可以评估地球生物深入探索太空的可能性,加速人类太空探索时代的来临。一批批“动物宇航员”被航天飞行器送上太空,成为了人类探索太空的“先驱者”以及航天事业发展的里程碑,为载人航天和空间站建设事业奠基。因此,本文就二十世纪以来前苏联和俄罗斯的太空动物研究的发展历程进行综述。     

“神七”搭载清华研制的工业用微生物菌种

在“神舟七号”搭载物品中,有清华研制的工业用微生物菌种．10月1日．在北京航天城举行的“神七”搭载物品交接仪式上．清华大学副校长陈旭亲手从中国航天五院党委书记．副院长李开民手中接过了这批珍贵的太空菌种并发表讲话．对“神舟七号”圆满成功表示祝贺．对所有为之付出努力的参研单位表示感谢．并表示将倍加珍惜这些菌种．并做好后续研究工作,为空间生物技术的发展贡献一份力量。     

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。     

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。     

航天对MT工程菌株的影响研究

为了探讨航天与常规诱变技术对MT工程菌株的影响,进行了HNO2.UV、γ-射线、LiCl及γ-射线 LiCl分别与航天共诱变对MT工程菌株活性的影响试验,并且就航天对MT工程菌株的致死作用及质粒的稳定性进行了研究。结果表明:MT工程菌株经航天处理后,活菌数降低,死亡率为34.59%,航天对MT工程菌株具有一定的致死作用;MT工程菌株经UV、γ-射线、LiCl及γ-射线 LiCl分别与航天共诱变处理后的生长活性没有改变,MT工程菌株经HNO2与航天共诱变处理后的生长速率减慢;在航天处理的作用下,MT工程菌株的质粒不易丢失,能够维持很好的稳定性,丢失率仅为8.26%,而置于地面的MT工程菌株的质粒易丢失,丢失率为83.51%。     

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。     

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。     

“卫星灵芝”让人类更健康

1什么是太空诱变育种 自1987年以来,我国利用返回式卫星和飞船搭载了各种植物种子、微生物菌种、动物等生物材料进行太空生命科学的研究。太空诱变育种是利用返回式卫星等所能到达的空间环境对生物体诱变作用产生的变异,在地面选育新种质、新材料,培育新品种的一种新型的诱变育种方法,称为航天诱变育种或空间诱变育种也称太空诱变育种。     

航天与辐射共诱变在水稻育种中的应用

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,显著地提高其突变频率和突变类型,提高诱变育种的选择效果,育成1个两系杂交水稻新组合“培两优721”及一批优质水稻新种质和新品系(组合)。