⑴ 太空輻射能讓人基因突變甚至死亡,為什麼還能讓植物種子變高產
神舟十二飛船以驚人的精度降落於東風著陸場,任務以航天員安全返回完美收官,但神舟十二的任務後續並沒有完結,因為隨航天員返回的還有一部分經過太空洗禮的種子,現在已經發芽。
太空育種也稱航天育種,算是輻射育種的一個途徑,最早開始於1927年,當時的 Muller用X射線處理果蠅精子,證明X射線可以誘發突變,顯著地提高突變率! 後來植物界就開始了人工誘變育種的研究,即利用物理誘因誘發植物變異,在較短的時間內獲取有價值的突變體!
比如利用電離輻射處理植物種子,比如 X射線、 紫外線 、中子及 質子的照射,人工誘發植物種子的變異。自然界的植物種子也在逐漸變異,但變異速度很慢,幾十年甚至幾百年才會出現比較明顯的突變,而人工條件誘發則可以將突變周期縮短到一個種植季,也就是說植物經過一次輻射後就會產生變異。
其原理倒也不復雜,植物種子的特性由其DNA決定的,經過輻射後的種子內部DNA發生斷裂,使其 位置、結構和基因分子發生變化,處理後的中子發芽後其特性就有可能發生大幅度的改變。
從理論上來看植物種子突變是隨機的,那麼又如何讓其向抗病性強,優質高產方向突變呢?答案是沒有辦法!不過科學家可以使用篩選的方式,將大量植物種子中將突變優秀的個體留下來,比如高大植株、高產植株、營養水平高的植株等等,然後將這些優勢品種再進行雜交、回交等產生綜合性非常優秀的新品種。
輻射育種與太空育種究竟有什麼區別?
輻射環境在地面上可以製造,這也是 Muller在1927年就已經發現的原因,既然太空育種也是輻射,那麼兩者究竟有什麼不一樣呢?答案是高真空以及高能量輻射,因為宇宙空間沒有大氣,高能射線可以毫無阻擋進入植物種子,更高能量的中子、質子以及伽馬射線等可能會導致植物更大的變異。
當然變化和輻射育種也一樣,方向是隨機的,同樣太空育種也不一定適合所有種子,比如小麥、玉米、棉花、向日葵、大豆、黃瓜、番茄的活力和發芽率都有所提高,但是水稻、穀子、豌豆、青椒、煙草等種子則沒有明顯差異。另外,高粱、西瓜、茄子和蘿卜發芽率反而有所降低,高粱甚至生育期推遲。
神舟十二帶回來的種子突變了嗎?答案是還不知道,畢竟突變體要發芽一代後才能了解到到底是否出現了變異,比如發芽率很快就可以見到,而植株高大與抗病率不久後也能見到,但結果如何,估計就得數月甚至大半年或者更久,當然太空育種我們已經有相當不錯的經驗,比如:
所以神十二帶回來的種子,也是滿滿的希望所在!
植物育種是個非常龐大的話題,作為以農耕為本的的人類文明來說非常重要,有必要簡單了解下育種到底是個什麼樣的過程。
育種與突變,究竟是什麼關系?
無論是植物還是動物,在漫長的演化過程中都在突變,只是在自然狀態下的突變是沒有方向的,當然這沒有關系,因為大自然會淘汰掉那些不適合環境的突變體,所以我們將這種生物的突變的技能稱之為進化!
但必須要說明的是,無論是植物還是動物的「進化」都是沒有方向的,是自然界的因素淘汰不適合環境的突變,因此所謂的「進化」並不一定能使動植物變得更大更強壯,但基本都是朝著更適應環境的方向發展,而原因很簡單,不適應環境的都掛了。
所以早期的育種都是將那些自然界比較優秀的種子留種,或者使用扦插嫁接技術讓那些使用了種子後會變異的優勢物種保留,而那些不適合扦插嫁接的禾本植物就只能保留種子一條道路了(某些瓜果類也有使用嫁接的)。
人工參與優選有多重要?
自然突變方向是適應環境,但人類參與後就不一樣了,比如西瓜這個案例!數千年的發展只是一個果實小,籽粒大的,瓜瓤紅白相間的結果,但人類參與後,短短幾百年,都已經種出了皮薄、瓜瓤沙,微甜,個大甚至無籽的西瓜,是不是很神奇?
但是自然界的突變非常漫長,幾年甚至幾十年才一次,怎麼辦?雜交育種,將各個親緣比較接近的植物種子雜交,選出優勢物種,但雜交是一個非常復雜的「數學」過程,比如各個雜交種可能只體現了某個特性,無法同時保持,那麼怎麼辦?
因此就出現了所謂的回交,植物界的回交並不如各位想像的那麼齷齪,而是和親本父系或者親本母系回交,對於植物如此龐大的種群來說,這個親本父系或者母系是同代的,只是從雜交系代判定上存在差異,所以各位無需過多聯想。
但寵物的雜交與回交可能存在很嚴重的倫理問題,比如某些特殊的雜交突變體可能存在唯一性,其母系或者父系帶了唯一(或者極罕見的)的隱性基因,那麼此時超越倫理的回交就產生過了,所以各位養寵物的朋友要注意了,你們的寵物或多或少存在這樣的問題。
無論是地面輻射育種還是太空育種,又或作地面植物的雜交,最後的雜交與回交幾乎是不可避免的,因為你不可能運氣那麼好,一次突變就跑出所有優勢,其工作量遠超想像,所以你可以想像一下搞出一代又一代高產雜交水稻的袁老工作是多麼優秀,他值得我們所有人懷念。
一個非常有趣的問題,對於植物來說,我們需要存在突變體的變種,無方向的突變可以大幅度篩選後剩下優勢突變體,但人類可不能這樣操作,不存在淘汰其他突變體的行為,因為這是反人類罪行。
所以對於人類來說我們不需要突變,當然大劑量輻射還能直接導致病變,因此我們只要保持現狀 健康 的身體即可,因此在太空飛行時飛船需要強大的輻射屏蔽,以將宇航員接受的輻射保持在閾值之下,NASA就曾在雙胞胎宇航員斯科特·凱利身上做過研究,結果發現大部分突變能自我修復,但仍有部分暫時無法修復,有的則可能是永久性改變。
不過無需恐慌的是斯科特·凱利在地面上的兄弟身上也有部分基因發生了突變,簡單的說就是人體本身也在發生著一些變化,有的突變是沒有什麼影響的,但有的後果卻很嚴重,因為癌細胞就是這樣突變而來的。
⑵ 專家是在什麼地方培養太空水稻和太空番茄太空黃瓜的
這是將種子帶上太空,接受宇宙射線的照射,改變種子的基因,從而達到新的種子。
⑶ 怎麼培養出太空食物
莞工師兄
2021-04-19 214人看過
太空番茄株高莖粗,果穗增多,比常規番茄增產15%以上,最高可增產23.3%。那麼如此高品質高產量的太空番茄是怎樣培育出來的呢?讓我們一起來看看吧。
工具/原料
番茄種子
方法/步驟
1/4分步閱讀
選取普通番茄種子
2/4
利用返回式衛星和宇宙飛船,將番茄種子帶入太空。
普羅旺斯番茄種子西紅柿種籽草莓番茄苗沙瓤產量高口感好酸甜 普羅旺斯番茄苗20棵
¥26 元
立即購買
京東廣告
3/4
將太空回來的種子進行培育
4/4
培育過程中進行檢測篩選,將無毒,可以食用的且具有人類需要的性狀的番茄種子保存下來
注意事項
⑷ 太空蔬菜長得那麼大的原因是什麼
太空蔬菜就是利用太空高宇宙射線輻射的環境對帶入太空的蔬菜種子進行輻射誘變。而後這些種子帶回地球進行種植篩選農藝性狀和個體。你看到的大的太空蔬菜就是選出的具體控制個體大小的基因突變體蔬菜。
⑸ 太空育種的原理是什麼
原理:
誘變育種技術,太空育種可使作物本身的染色體產生缺失、重復、易位、倒置等基因突變。這種變異和自然界植物的自然變異一樣,只是時間和頻率有所改變。
太空育種本質上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產生的自然變異。太空中宇宙射線的輻射較強,這是植物發生基因變異的重要條件。
(5)用宇宙輻射照射番茄是什麼方法擴展閱讀:
應用實例
太空育種已得到一定程度的應用。太空椒的果實比在陸地上培育的果實要大得多,口味、重量和外形發生了變化。太空黃瓜航遺一號早已通過了國家品種審定,最大單果重1 800 g,長52 cm,Vc含量提高了30%,可溶性固形物含量提高了20%左右,鐵含量提高了40%。
說明太空誘變可以獲得高營養成分、口感好的突變體。太空菜葫蘆長達75 CITI,平均單果重4 kg左右,最大單果重8 kg,含有可治糖尿病苦瓜素。太空番茄平均單果重在350 g左右,最大單果重375 g,產量75 000 kg/公頃左右。
此外,太空搭載的長形茄子,單果重達350 g,口感非常鮮嫩。太空甜椒872可溶性固形物含量提高了20%,在太空甜椒中獲得了1個黃色後代和1個紅色後代,可以獲得太空五彩椒系列,而不同於以往五彩椒通過太空誘變獲得的黃色甜椒和紅色甜椒。
雖然太空育種前景誘人,但這項事業的產業化還不盡如人意,許多成果還停留在中試階段和小規模生產階段。據統計,以應用太空育種最多的水稻為例,最好的品種也只推廣了20萬公頃,這和雜交水稻推廣上千萬公頃的規模有天壤之別。
⑹ 番茄是我們日常生活中非常喜愛的食物,我們食用的番茄品種很多,其中「宇番」太空番茄是普通番茄「北京黃
(1)航空育種可以獲得新品種的原因是在太空條件(紫外線、宇宙射線等的輻射)下,容易改變種子的遺傳物質,這種變異是遺傳物質改變引起的變異是可以遺傳的.然後通過選擇培育獲得符合人需要的可遺傳的變異新品種.
(2)「宇番」的果皮顏色為黃色,如果讓它與紅色果皮的「航育」番茄雜交,雜交後代西紅柿的果皮顏色全為紅色,表明黃色性狀不能表現,因此可判斷紅色為顯性性狀,黃色性狀是隱性性狀.如果控制果皮顏色的基因用A和a表示,那麼在「宇番」體細胞中,控制果皮黃色的基因型是aa.「宇番」遺傳給後代西紅柿的基因一定是a,因此雜交後代全為紅皮西紅柿的基因型是Aa.
(3)控制一對相對性狀的基因位於成對的染色體上而且位置相同. 圖A、圖B同一對基因Ee不能位於同一條染色體上,錯誤;圖C的一對相對基因在一對染色體的位置不同,錯誤;圖D一對相對基因在一對染色體的位置相同,故選D.
故答案為:(l)遺傳物質
(2)紅色;aa;Aa
(3)D.
⑺ 太空蔬菜的作用
太空蔬菜主要特點 1、 種 子:太空蔬菜種子是將普通蔬菜種子搭載於航天衛星,經過太空失重、缺氧等特殊環境變化,內部結構發生激變,返回地面後,經農業專家多年培育而成。1999年11月21日我國成功發射的「神舟」號飛船亦搭載10多種植物種子飛越太空,中央電視台1套新聞聯播、七套農業新聞節目予以多次報道。目前世界上只有少數國家能夠培育太空蔬菜種子。 2、 營 養:太空蔬菜的維生素含量高於普通蔬菜2倍以上,對人體有益的微量元素含量鐵提高7.3%、鋅提高21.9%、銅提高26.5%、磷提高21.9%、錳提高13.1%、胡蘿卜素提高5.88%。太空番茄可溶性糖含量高於普通番茄25%。太空紫紅薯賴氨酸、銅、錳、鉀、鋅的含量高於一般紅薯3—8倍,尤其是抗癌物質碘、硒的含量比其它紅薯高20倍以上,占食品中的第一位。 3、 口 感:比普通蔬菜更加美味可口,如太空甜椒可直接生吃,味道微甜,清脆爽口。太空紫紅薯生食味甜,水分足,如優質水果,熟食集香、軟、甜於一體,色、香、味俱佳,是城市居民、賓館、飯店的上等保健食品。
1987年以來,中國已成功利用返回式衛星和高空氣球11次搭
載農作物種子,進行探索性的航天育種試驗,其所獲得的優良種子稱之為
「太空種子」。
研究和實踐證明,植物種子隨衛星在距地球200~400公里的太
空中,利用太空具有強宇宙射線作用、高真空、微重力、交變磁場等特殊
環境飛行5~16天,對種子進行有益的變異處理。這些綜合因素的有利
條件是地面上其他育種方法所不能替代的。
航天農業是我國現代化農業發展的新領域,目前世界上只有中國、美
國、俄羅斯能發射返回式衛星,也只有這三個國家有條件開展航空育種技
術。當前中國在此方面處於國際領先地位
看
參考資料:http://finance.sina.com.cn/20050803/0407245566.shtml
⑻ 太空水稻,太空番茄,太空黃瓜,太空辣椒等能在地球上種嗎
在問這個問題之前,應該想如果太空育種獲得的農作物品種不能在地球種植,人類費勁將植物送到太空幹嘛?要知道送一定質量的物體上太空,幾乎要花掉同等重量的黃金。
所謂的太空育種並不是一定要在太空種植農作物,人類太空事業才發展了幾十年,尚不足以在太空大規模地種植農作物,主要是火箭的發射成本太高,人類也沒有再太空種植哦農作物的需求,而且由於太空環境的影響農作物的產量更是沒有保證,我國去年的嫦娥四號攜帶著一個包括棉花、昆蟲等物種的衛星生態圈到月球上,而棉花最後只是發了芽,還沒長成就被凍死了。
也並不是所有的種子都會變異,需要通過種植實驗繼續選育。而高等的哺乳動物受精卵無法在太空中正常地發育,至今科學家仍未曾成功實現哺乳動物在太空的繁育。
太空育種的作用模式是利用太空的高宇宙輻射誘導植物基因的突變,是通過加大環境選擇壓力的情況使動物變異,其實從生物學原理上和超級細菌形成的過程是一樣的,只不過超級細菌是由於過量地應用抗生素誘導細菌不停地向抗葯方向演化。而太空育種等生物科技的實現,也證實了進化論的正確性,我們現在不明白的是生物演化的內在推動機制,而生物演化的自然選擇基礎基本上已經不能被推翻了。
⑼ 太空番茄的介紹
太空番茄植株高大,無限生長型,生長勢強,株形緊湊,葉片直立向上,中熟,大果型,成熟果粉紅色,單果重500克左右。 果形圓形,光滑美觀,果肉厚,肉質沙甜,口感風味極佳,耐貯運,品質優,畝產10000-15000公斤左右,適應性廣,抗病性強。
太空蔬菜的維生素含量高於普通蔬菜2倍以上,對人體有益的微量元素含量鐵提高7.3%、鋅提高21.9%、銅提高26.5%、磷提高21.9%、錳提高13.1%、胡蘿卜素提高5.88%,比普通蔬菜更加美味可口。
(9)用宇宙輻射照射番茄是什麼方法擴展閱讀:
太空育種並沒有將外源基因導入作物中使之產生變異。作為誘變育種技術,太空育種可使作物本身的染色體產生缺失、重復、易位、倒置等基因突變。這種變異和自然界植物的自然變異一樣,只是時間和頻率有所改變。
太空育種本質上只是加速了生物界需要幾百年甚至上千年才能產生的自然變異。太空中宇宙射線的輻射較強,這是植物發生基因變異的重要條件。人工輻射育種中的輻射劑量只是國際食品安全輻射量的幾十分之一,而太空中的輻射劑量還不到輻射育種輻射劑量的百分之一。
參考資料來源:網路-太空蔬菜
參考資料來源:網路-太空育種