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太空育种具体过程怎样

06月01日 编辑 39baobao.com

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科学家认为,太空育种主要是通过强辐射,微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响,一旦进入失重状态,同时受到其他物理辐射的作用,将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。综合太空辐射、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性壮具有强烈影响,但是究竟主要是那些因素产生影响,以及如何产生影响,至今还没有定论。

经历过太空遨游的农作物种子,返回地面种植后,不仅植株明显增高增粗,果型增大,产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。

太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实。但是对太空育种原理的解释仍在争论之中。

太空农业(Space Agriculture)是继地球农业、海洋农业以后,以航天技术为基础,开发利用太空环境资源而开辟的一个崭新的农业领域。其中包括利用卫星或高空气球携带搭载作物种子、微生物菌种、昆虫等样品,在太空宇宙射线、高真空、微重力等特殊条件作用下,诱发染色体畸变,进而导致生物遗传性状的变异,快速有效地选育新品种的空间诱变育种;利用卫星和空间站在太空环境下直接种养生产农产品,用于解决太空人员的食物来源,甚至返销地面以补稀缺。

俄罗斯1997年进行模拟太空蔬菜水培试验,成功地种出“月球生菜”、“宇宙胡萝卜”、“外太空番茄”等。同年俄罗斯农业科学院和国家宇宙局在“和平号”太空站上的太空温室里试种的“太空小麦”又获成功。目前美国、日本的科学家也正在联合攻关,将甘薯种在航天器里,不仅可以补充舱内氧气,而且可供宇航员食用。可见,太空这一无菌、高洁净、高真空、微重力、强辐射的得天独厚的特殊环境,也是食品资源向新领域延伸的一个新舞台。

自1987年以来,我国育种工作者富有独创性地首先开始利用返回式卫星和高空气球搭载农作物种子,进行空间诱变育种研究取得了一批极有价值的研究资料和成果,获得了一些对产量有突破性影响的罕见突变,选育出一些有应用前景的新品系。这一方法的特点是变异幅度变大、有益变异增多、育种周期缩短,如1987年利用高气球搭载的甜椒品种"龙椒二号",经连续多年混合选择,已培育出果重达250克以上,增产120%的早熟新品系。1987年利用高空气球搭载了粳稻品种"中作59"和"海香",其M2代在11个性状上均出现广幅的分离,不仅从中获得了产量、品质明显改进的新品系,而且从中选育出能够恢复籼型雄性不育系育性的粳稻恢复基因突变系,这是迄今利用其它手段难以获得的罕见突变,它将对水稻亚种间杂种优势利用产生重大影响,目前已从中选育出10多个综合农艺性状好、恢复力强的恢复系,以其配制的杂种一代优势显著,可望很快应用于生产。1992年利用高空气球搭载的水稻品种"ZR9",经三年选育,获得早熟、高产、优质的新品系--"航育1号",亩产最高达700公斤,目前正在进行生产试验和试种,等等。

利用航天技术进行农作物育种工作是一个具有中国特色的新兴研究领域,虽然从总体上来说,目前仍处于起步阶段,但已显示出诱人的前景,和生物技术、核技术农业应用等一样,空间技术育种将成为促进我国粮食增产,缓解粮食压力的一条有效途径。

粮食问题将是一个长期的带有根本性的战略问题,任何时候都不能有丝毫放松。而解决粮食问题必须依靠科技进步也将是长期的带有根本性,航天育种虽然是新生事物,却已显示出其活力和生命力,加上在国际上的优势和特色,应当从我国国情出发,给予必要的扶植和支持,特别是"九五"期间,要在以往工作的基础上,加强总体规划,系统统筹,精心设计,组织农业育种和航天技术两方面的精干技术队伍,基础研究和应用、开发研究相结合,宏观研究和微观研究相结合,高新技术和常规技术相结合,跨部门、跨专业团结协作,进行联合攻关,重点开展地面育种应用和机理研究及模拟试验、搭载设备研制两大方面工作。农业部门和航天部门有合作、有分工,相信在国家计委、科委的支持下,会使这一高新技术尽快地在农业生产中发展大作用,为农业上新台阶,解决我国粮食问题做出新贡献。作为农业主管部门,支持促进农业发展的科技发展,是我们义不容辞的责任,我们将精心组织技术队伍,精诚地和航天部门、航天专家们一起,共同努力,推动航天育种事业的迅速发展。航天育种前途无量!

宇宙胚种说的主要观点是什么?和化学进化说的要旨是什么

依靠宇宙射线改变基因结构,从中选出更经济的优良品种

过去和现在,已经提出了许多属于宇宙胚种说的假说,如在1993年7月的第十次生命起源国际会议上,有人提出,“造成化学反应并导致生命产生的有机物,毫无颖问是与地球碰撞的彗星带来的”,还有人推断,是同地球碰撞在其中一颗彗星带着一个“生命的胚胎”,穿过宇宙,将其留在了刚刚诞生的地球之上,从而有了地球生命。几年前一位空间物理学家和一位天体物理学家也把地球生命的起源解释为:地球生命之源可能来自40亿年前坠入海洋的一颗或数颗彗星,他们也认为是彗星提供了地球生命诞生需要的原材料(他们将之谓“类生命生物”).。尽管有科学家对此类假说持强烈的反对意见(他们认为:“彗星是带来了某些物质,但它们不是决定性的,生命所必需的物质在地球上已经存在 ”)。尽管诸如此类的观点仍是一些尚需进一步证明的问题,但通过对陨石、彗星、星际尘云以及其他行星上的有机分子的探索与研究。了解那些有机分子形成与发展的规律,并将其与地球上的有机分子进行比较,都将为地球上生命起源的研究提供更多的资料。低分子无机物在一系列漫长的过程中“进化”为高分子有机物并具有生命活性

核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源,即在没有生命的原始地球上,由于自然的原因,非生命物质通过化学作用,产生出多种有机物和生物分子。因此,生命起源问题首先是原始有机物的起源与早期演化。化学进化的作用是造就一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这结“结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。

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