农业育种的空间诱变技术浅析

【摘 要】空间诱变育种是利用宇宙高能粒子辐射、微重力及弱地磁场等太空特殊环境因素的诱导，使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变，回到陆地上，经过多代筛选、培育，形成特性稳定的新品种。太空环境的种子基因变异较为显著，有变异频率高，变异幅度大，有益变异增多等特点，易于快速有效的培育早熟、高产、抗病、优质及耐低温等综合性状优良的新品种。

【关键词】空间诱变育种；太空特殊环境；基因变异

农业育种的空间诱变技术也称太空育种，是在返回式太空舱中搭载农作物种子或试管种苗等生物体，进入宇宙空间，太空仓在太空的飞行过程中，生物体处于高真空、微重力、宇宙高能粒子辐射、弱地磁和超低温等综合因素作用的特殊太空环境下，使生物自身产生基因突变，从而导致遗传性状发生变异。再回到陆地上，经过科研人员多代筛选、培育，可形成特性稳定的新品种[1]。

经过宇宙空间环境下基因诱变的太空种子和转基因种子有本质区别。从基因结构的改变方式来说，转基因技术是将一种生物基因引入到另一种生物中，与另一生物的基因进行重组，从而产生特定性状的物质，作为一种新兴的生物技术手段，它的不成熟和不确定性，使得转基因食品的安全性成为人们关注的焦点。空间诱变育种只是利用宇宙高能粒子辐射、微重力及弱地磁场等太空特殊环境因素的诱导，使作物染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变[2]，回到陆地上，经过多代筛选、培育，形成特性稳定的新品种。在正常情况下，植物种子的这种变异也会发生，只是在自然环境下要经历甚至上百年漫长的过程，而航天育种只是使这个速度加快而已，并不存在安全问题。传统育种可能要经过长达十年的努力，才能得到一个适宜推广的新品种。而太空育种通过个别基因的改变，在3 5年就可以稳定下来，得到新品种。

我国的空间诱变育种技术研究始于1987年，由我国第9颗返回式卫星把多个水稻和青椒品种的种子送入太空，探索太空环境对生物遗传的影响，研究发现经历太空环境的种子基因变异较为显著，有变异频率高，变异幅度大，有益变异增多等特点，于是开启了我国利用太空环境的空间诱变育种事业。截至目前，空间诱变育种在我国粮食作物、经济作物、园艺作物、水产品、生物制品等多个领域都有成果，其中育成审定的太空农作物优良品种已达数百个之多[3]。

经历各地多年实验研究，已经证明，空间诱变新技术在农业育种上的应用，可获得常规育种难以获得的特殊优异的经济性状，可创新选育出优良的新品种和优异的种质资源，使航天高新技术与农业遗传育种相结合成为培育优质农作物新品种和新种质的有效途径。曾经有40多个黄瓜品种和茄子及大葱品种种籽，采用搭载返回式卫星、神舟飞船、实践8号育种卫星方式，进行太空环境诱发经济性状变异，选育新品种，通过对培育筛选出的优良自交系和种质资源，进行田间试验、配合力测定、抗病性测定和品质测定等综合性状鉴定，已培育出早熟、高产和耐低温的蔬菜新品种。选育的过程证明，空间诱变育种技术在创造丰富的遗传变异类型，快速有效的培育早熟、高产、抗病、优质及耐低温等综合性状优良的新品种上效果显著，经济效益高。

在选育过程中观察发现太空环境诱发的植物的经济性状变异，存在变异频率高，变异幅度大，有益变异增多的优势和特点，可获得常规育种难以获得的优异性状，主要表现为以下特征：

1 幼苗茎叶生长迅速，植株健壮

2 特早熟、结瓜、采收期早

3 耐低温、低温栽培增产显著

4 皮色性状变异，雌瓜数量性状变异

5 产量性状变异，产量高、增产显著

此外，太空育成品种，在品质上也表现优良，结瓜数多，瓜形好，顺直整齐，瓜肉绿色，肉质脆嫩可口，食味佳。有皮色为白色的品种出现，且高产，商品性状良好。太空品种也表现出较好的抗病性状，抗霜霉病、白粉病、病毒病、抗早衰。

由此可以表明，空间诱变育种技术，将航天高新技术与农业遗传育种相结合，是培育优质农作物新品种和新种质的有效途径，具有变异频率高，变异幅度大，可获得常规育种难以获得的优异性状，如早熟性变异，抗寒性强变异，雌花增多，高产等性状变异尤为突出，可选育出具有丰产、多抗、稳产、优质、结瓜早和抗寒性强优良作物品种，效果显著，经济效益高。

【参考文献】

[3]孙永成.航天育种20年的历史回顾[J].中国航天诱变育种，2007.22-25.