天外飞来神奇客——记我国空间诱变育种研究

【字体: 时间:2003年01月08日 来源:

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  [AD340X300]随着“神舟”四号飞船发射成功,一批植物种子也被搭载升上太空。经过神奇的“太空之旅”,它们将会发生怎样的奇迹?

育种奇迹是怎样发生的?

我国空间诱变育种研究始于1986年的“国家863高科技计划”。当时,科学家们对于太空能否引起植物的遗传性变异尚不清楚。

1987年7月,我国首次将大麦、青椒、萝卜等纯系种子和大蒜无性系种子放入卫星中搭载。当这些种子返回地面后,有关人员立即进行了种植实验。不久,奇迹真的发生了。经空间搭载的萝卜种子幼苗茁壮,叶片上没有一个虫眼。有人甚至将害虫捉来放到叶片上,虫子掉头就跑。而地面对照组的幼苗,则是虫眼密布。看来,“太空旅行”后的萝卜种子有抗虫特征。更为奇妙的是,经空间处理后的大蒜种子生长时假茎丛生,一个蒜头竟重达150克。

回忆起昔日的情景,原中国科学院遗传研究所研究员蒋兴村说:“这既在想象之中,又在意料之外。当时,我兴奋极了,仿佛看到了抗虫萝卜和丰产大蒜的美好前景。但是,上帝和我们开了一个玩笑。”第二年,科研人员把萝卜和大蒜的第二代种子种植后发现,新长的萝卜和大蒜与普通对照组完全一样。

通过实验,他们认识到:经空间处理的种子,如当代均产生相同性状变异,一般不是突变而是生理变异,在后代中不会遗传。但是,他们从空间搭载的大麦种子后代中看到,许多变异有能够遗传的迹象,而且变异频率很高,这就有可能为农作物育种创造优良的条件。

不久,广西、江西种植的空间处理的2—3代水稻后代中产生大量变异,有些性状在自然界很少见到,如一茎上长两三个水稻穗,一粒种子长达1厘米而且在后代中能遗传。在自然界中,水稻变异的频率在二十万分之一,而经空间处理的水稻变异频率在百分之几。接着,科研人员在空间处理的粳稻变异后代中,选育出能恢复籼稻不育系的株系,使原来很难进行籼、粳亚种间杂交的性状改变了,这种特性改变在自然界是很难的。

经过反复试验,抗病番茄、大型青椒、优质棉花、高产小麦等相继诞生。事实证明:空间特殊条件能够引起农作物种子的基因突变,其变异频率高、幅度大,变异后代容易稳定,是诱变育种的一条好途径。

遗传性变异密码能否破译?

太空搭载后的植物种子,为什么会产生遗传性变异?

众所周知,太空中存在微重力、强辐射等因素,这些都是有别于地球的特殊条件。我国科学家经过实验证明,在微重力条件下,植物细胞会发生膨胀,导致染色体断裂。这些种子在生长的过程中,基因组重新排列组合,从而导致遗传性变异。另外,强辐射也是一个重要因素。一般情况下,地面辐射育种需要半致死计量强度才能引起变异,而在太空种子没有任何死亡率就能变异。

专家指出,我国是世界上能发射返地卫星和飞船的三个国家之一,发射成功率很高,因此,完全有条件进行空间条件下植物生长发育规律的研究。

新品种是否可以放心食用?

随着转基因食品的普及,许多人开始怀疑:空间诱变育种的新品种是否可以放心食用?它对人类会不会有遗传性影响?

科学家指出:空间诱变育种和转基因食品有本质的区别,它没有外源基因导入,而是在空间特殊条件下染色体发生断裂,基因组重新排列组合引起性状变异。由于没有外源基因,它与地面辐射育种和常规育种相似,不会产生新的有害物质。大量的事实证明,空间诱变育种农作物是可以放心食用的。

广西农业大学曾对空间处理的水稻变异后代作了大量的营养分析,没有发现有毒物质。我国生产的空间诱变育种农作物已大量上市,至今没有一人因此发生不良反应。

专家预测,空间诱变育种具有广阔的发展前景。今后,空间诱变育种的重点将由产品产量转向产品质量和特异性。除粮食以外,蔬菜、油料、香料、花卉、树木的选育将成为热点。现在,我国的飞船具有生命保障系统,可以搭载果树的枝条,通过处理其芽眼可以产生芽变,完全可能选育出优质的特殊水果。

摘自 人民日报

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