006-空间生物学研究进展
珍稀濒危植物紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)的生态生物学研究进展
珍稀濒危植物紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)的生态生物学研究进展汪越;陈雄伟;邵玲;陈刚;张倩媚;李跃林;任海;刘世忠【摘要】紫背天葵是秋海棠科的珍稀濒危植物种,因其独特的药用功效而价值较高,野外资源因过度采摘而处于濒危状态.主要介绍了紫背天葵的植物形态特征和群落组成、地理分布及生境特征、植化属性、人工繁殖及产品加工方面的研究进展,并从紫背天葵的保护、生产和科学研究三个方面指出了目前存在的问题.在此基础上,提出了结合生态、技术与社会三方面内容的保护措施及未来的研究应用方向,以期实现对紫背天葵的有效保护和持续利用.【期刊名称】《中国野生植物资源》【年(卷),期】2014(033)006【总页数】7页(P26-32)【关键词】紫背天葵;形态特征;组织培养;保护;生产【作者】汪越;陈雄伟;邵玲;陈刚;张倩媚;李跃林;任海;刘世忠【作者单位】中国科学院华南植物园,广东广州510650;中国科学院大学,北京100049;肇庆学院生命科学学院,广东肇庆526061;肇庆学院生命科学学院,广东肇庆526061;肇庆学院生命科学学院,广东肇庆526061;中国科学院华南植物园,广东广州510650;中国科学院华南植物园,广东广州510650;中国科学院华南植物园,广东广州510650;中国科学院华南植物园,广东广州510650【正文语种】中文【中图分类】Q149紫背天葵(Begonia fimbristipula Hance)是秋海棠科秋海棠属多年生稍肉质无茎草本[1]，又名天葵秋海棠、红天葵、散血子、夜渡红、丹叶等，为我国特有种[1,2]。
它在我国浙江、江西、湖南、福建、贵州、广西、广东、海南和香港均有分布，性喜温暖湿润的环境，一般生长在悬崖峭壁的荫蔽石壁上[1]。
其球茎和全草均可入药，具有清热凉血、润肺止咳、散瘀消肿、消暑除热之功效，可用于治疗中暑发烧、淋巴结核、血瘀腹痛等。
褐藻苷苔(Ecklonia cava)生物活性物质研究进展
褐藻苷苔(Ecklonia cava)生物活性物质研究进展杨婷婷;宋悦凡;任丹丹;何云海;武龙;张雪迪;汪秋宽【摘要】褐藻因含有丰富的生物活性物质及其具有的功能作用而成为科学家研究的热点.苷苔是一种广泛分布在韩国和日本海岸的褐藻,可以作为食物成分、动物饲料、肥料和药物,其含有丰富的褐藻多酚、岩藻聚糖硫酸酯、褐藻酸盐和色素等活性物质.论文综述了从苷苔中分离出的活性物质的功能活性,重点概括了褐藻多酚、岩藻聚糖硫酸酯的抗炎、抗氧化、抗糖尿病、抗凝血和抗肿瘤等活性,阐述了近年来苷苔活性物质的应用研究进展及现状,并展望了苷苔产业的发展,为苷苔活性物质进一步研究开发提供参考.【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】7页(P312-318)【关键词】褐藻;苷苔;生物活性;研究进展【作者】杨婷婷;宋悦凡;任丹丹;何云海;武龙;张雪迪;汪秋宽【作者单位】大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023;大连海洋大学食品科学与工程学院,辽宁大连116023;国家海藻加工技术研发分中心,辽宁大连116023;辽宁水产品加工及综合利用重点实验室,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TS201.1苷苔(Ecklonia cava)作为一种大型多年生褐藻,主要生长在韩国南部的郁陵岛、独岛和济州岛,在中国中南部海岸和日本中部海岸也少有分布[1-2]。
除草剂阿特拉津体内生物学毒性的研究进展
除草剂阿特拉津体内生物学毒性的研究进展刘剑;赵菁;郑晶莹;张凌怡;赵淑华;赵丽晶【摘要】在神经系统,阿特拉津(ATR)可干扰大脑发育和分化,诱导小鼠行为反射的发育模式发生改变；抑制多巴胺的摄取和储存,导致细胞内多巴胺增加,进一步导致氧化损伤.在免疫系统,ATR可减少免疫系统构成细胞并影响淋巴细胞分布,影响树突状细胞,(DC)细胞成熟,干扰体液和细胞介导的免疫反应.在生殖系统,ATR可诱导小鼠睾丸发生变性,抑制黄体生成素从而抑制排卵并诱发流产.在内分泌系统,ATR可作为内分泌干扰物损伤线粒体功能引起胰岛素抵抗,抑制雌激素引起的黄体生成素和催乳素高峰.此外,ATR还具有遗传学毒性并可引起氧化应激损伤.【期刊名称】《吉林大学学报（医学版）》【年(卷),期】2012(038)006【总页数】5页(P1236-1240)【关键词】阿特拉津;除草剂;毒性;生物体【作者】刘剑;赵菁;郑晶莹;张凌怡;赵淑华;赵丽晶【作者单位】吉林大学第二医院妇产科,吉林长春130041;吉林大学白求恩医学院病理生理学系,吉林长春130021;吉林大学第二医院妇产科,吉林长春130041;吉林大学第二医院妇产科,吉林长春130041;吉林大学第二医院妇产科,吉林长春130041;吉林大学白求恩医学院病理生理学系,吉林长春130021【正文语种】中文【中图分类】R114阿特拉津（atrazine，ATR）又名莠去津，化学名为2－氯－4－乙氨基－6－异丙氨基－1，3，5三氯苯，是国际上应用最广泛的除草剂之一，我国ATR的使用量呈逐年上升趋势。
虽然ATR的毒性为中等偏低，但由于其使用量大、残留期长（半衰期为244d）和污染范围广（水环境、土壤、大气），使其在环境中持久存在并生物蓄积，可能对人类健康构成重大威胁。
本文作者从神经系统毒性、免疫系统毒性、生殖系统毒性、内分泌系统毒性、氧化应激毒性和遗传毒性方面阐述ATR对生物体的影响。
Belloni等［1］以 ATR处理孕期及哺乳期雌鼠，观察2～15d龄仔鼠的行为反射指标发现：对照组与ATR组仔鼠在出生质量、抓握反射成熟、超声波发声分布及光谱特性等方面具有显著差异，且低剂量ATR对行为反射的影响更为明显，提示在孕期和哺乳期雌鼠即使接触低剂量ATR，也可能干扰仔鼠大脑发育和分化，诱导仔鼠的行为反射发育模式发生改变。
野生稻内生固氮菌多样性研究进展
野生稻内生固氮菌多样性研究进展刘丽辉;蒋慧敏;王佩旋;唐小钰;彭桂香;谭志远【摘要】野生稻是一种重要的种质资源,也是宝贵的功能微生物资源库.国内外对植物内生固氮菌的研究较多,但野生稻内生固氮菌的相关研究进展未见报道.目前,野生稻内已发现的固氮菌至少有31个属74个种,大部分为兼性内生固氮菌且寄主范围广、分布地域全球化,而部分菌株是首次被发现或被报道具有固氮能力.野生稻内生固氮菌存在巨大发掘空间,现有研究大多集中在其促进生长、抗病害作用等方面.通过归纳统计已分离鉴定的野生稻内生固氮菌,对其物种多样性、生存环境多样性和生物学功能多样性进行了较全面的概述,以期丰富工农业微生物资源库,并为提高作物产量、开发微生物肥料提供可靠的理论依据和方向指引.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2017(007)006【总页数】13页(P567-579)【关键词】野生稻;内生固氮菌;促进生长;微生物肥料【作者】刘丽辉;蒋慧敏;王佩旋;唐小钰;彭桂香;谭志远【作者单位】华南农业大学农学院,广州510642;华南农业大学资源环境学院,广州510642;华南农业大学资源环境学院,广州510642;华南农业大学资源环境学院,广州510642;华南农业大学资源环境学院,广州510642;华南农业大学农学院,广州510642【正文语种】中文氮素是植物生长过程中需求量最大的元素，总固氮量中生物固氮占有绝大部分比例。
生物固氮不易因挥发、反硝化、淋溶过程等造成氮损失，同时也可避免引起环境污染。
因此，充分利用和发掘生态系统中的生物固氮潜能对农业发展的意义尤为重大。
植物内生固氮菌是指定殖在健康植物体内，与宿主植物进行联合固氮的一类原核微生物[1]，是植物微生态系统的天然组分。
由于长期的共同进化，植物内生菌与宿主植物建立了良好的互利共生关系[2]。
内生菌与根际、叶际附生微生物相比可使宿主植物更为受益，同时具有分泌生长素、溶磷以及增强植株抗病性、抗逆性等多方面的促进植物生长的作用，因此，野生稻内生固氮菌的研究已日益引起学者们的普遍关注。
微生物砷还原机制的研究进展
微生物砷还原机制的研究进展陈倩;苏建强;叶军;朱永官【摘要】砷是一种剧毒物质,环境中的砷对人体健康存在潜在威胁,因此长期以来备受关注.微生物的各种代谢过程对砷在环境中的归趋起着重要作用,其中砷还原微生物能将吸附于固体矿物中的As(Ⅴ)还原为可溶性强的As(Ⅲ),使砷进入液相,从而加剧了地下水等饮用水源的砷污染.论文主要介绍了两种微生物砷还原机制(异化砷还原和细胞质砷还原)在作用机理、蛋白质结构和表达调控等方面的研究进展,旨在为更深入理解微生物介导砷的生物地球化学循环以及砷污染的微生物修复技术提供参考.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2011(006)003【总页数】9页(P225-233)【关键词】砷还原;微生物;异化砷还原;细胞质砷还原【作者】陈倩;苏建强;叶军;朱永官【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021;中国科学院城市环境研究所中国科学院城市环境与健康重点实验室厦门361021【正文语种】中文【中图分类】X171.5砷是自然界中普遍存在的有毒类金属。
1993年世界卫生组织将饮用水中的砷标准由原来的50 μg·L-1降为10μg·L-1。
2006年美国环保局将其列为第一位饮用水污染物[1-2]。
我国从 2007年 7月开始也以10μg·L-1作为生活饮用水中允许的砷浓度上限。
砷在环境中共有 4种价态:As(-III)、As(0)、As(III)和As(V),其中以As(III)和 As(V)较为常见,它们也是造成环境砷污染的主要形态[3]。
微生物在长期的历史演化过程中进化出了各种抗砷机制,更有最新的研究表明有细菌 (Halomonadaceae GFAJ-1 strain)能以砷代替磷作为细胞中DNA的组成成分供细菌生长[4],但是这项研究发表后亦颇有争议,需要有进一步可靠的数据支持。
丝素蛋白生物材料在抗菌领域中的研究进展
丝素蛋白生物材料在抗菌领域中的研究进展王杨阳;王岩松【期刊名称】《中国感染控制杂志》【年(卷),期】2018(017)006【总页数】6页(P547-552)【关键词】丝素蛋白;生物材料;抗菌药物;伤口愈合;组织工程【作者】王杨阳;王岩松【作者单位】哈尔滨医科大学附属第一医学院,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨医科大学附属第一医学院,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】R318.08伤口感染一直是严重影响人们生命健康的全球性卫生保健问题，在创伤、烧伤和手术等伤口中发病率较高，是不容忽视的问题[1-2]。
促进伤口愈合，降低伤口的感染率，已成为医学研究中重点关注的方向[3]。
伤口感染为伤口中存在的微生物持续增殖对宿主造成损害，是创伤手术后发生的主要并发症，严重时不仅导致手术失败，甚至造成患者截肢[4]。
在引起伤口感染的微生物中，细菌占绝大多数。
细菌广泛存在于人体和周围环境中，可以通过吸入带细菌的空气、伤口接触带菌的物体等方式引起伤口感染，尤以接触感染较为多见[5]。
目前，无菌术和清创术是外科治疗伤口感染的主要手段，此两种方法主要是通过减少伤口部位的细菌数量，清除伤口部位微生物分泌的毒素及其他污染物来预防和治疗伤口感染[6-7]。
与此同时，抗菌药物也广泛应用于伤口感染的治疗。
在抗菌药物使用过程中存在一些不容忽视的问题，如药物使用方法不规范、给药时机不合理、用药时间过长等[8-9]。
抗菌药物的不合理应用可以延长伤口感染的时间，导致耐药菌的产生，甚至在医院中出现感染的暴发，增加患者的病死率和经济负担[7]。
此外，在全身使用抗菌药物治疗伤口感染时，伤口感染部位的抗菌药物浓度无法达到抑制或杀死病原体的水平，或者无法渗透进入细菌生物膜(bacterial biofilm，BF)抑制或杀死细菌[10-11]。
研究[12-13]表明，伤口局部应用抗菌药物时可以使伤口部位药物浓度达到治疗水平，但是全身浓度较低，副作用少(如肾毒性和耳毒性)，并减少病原体耐药性的产生。
氨酰tRNA合成酶研究进展
氨酰tRNA合成酶研究进展
莫小;刘文丛
【期刊名称】《生物技术世界》
【年(卷),期】2015(000)006
【摘要】氨酰tRNA合成酶作为生命进化中出现的最早的蛋白质之一,可促进氨基酸转移到tRNA上,参与生物体蛋白质合成.伴随生物技术革命的到来,氨酰tRNA合成酶内部结构以及生物功能成为国内外学者的研究热点.在真核生物体内,氨酰tRNA合成酶以聚复合物形式表达功能,连接复杂的生物分子体系.氨酰tRNA合成
酶作为蛋白质合成中最重要的一类酶,还直接参与、调控、RNA转录、蛋白质翻译、信号传导、RNA剪接以及免疫应答等许多生物的生命体征运动.学者进一步还证实氨酰 tRNA 合成酶可以作为一种抗肿瘤药物潜在靶点.
【总页数】2页(P20-20,22)
【作者】莫小;刘文丛
【作者单位】吉林农业大学,吉林长春130118
【正文语种】中文
【中图分类】Q816
【相关文献】
1.甘氨酰-tRNA合成酶的结构、功能和致病机制研究进展
2.精氨酰-tRNA合成酶
基因研究进展3.作用于细菌氨酰-tRNA合成酶的抗感染药物研究进展4.作用于细
菌氨酰-tRNA合成酶的抗感染药物研究进展5.色氨酰-tRNA合成酶1的研究进展
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线粒体自噬调控机制研究进展
线粒体自噬调控机制研究进展王志舒;谭晓荣;刘洹洹【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】线粒体为细胞正常生命运动提供能量和物质；然而各种因素会导致线粒体损伤，衰老及功能紊乱，它们是细胞潜在的危险因素，必需及时清除，线粒体自噬可以起到这一作用，维持细胞稳态。
当细胞处于恶劣环境时，线粒体自噬可通过降解线粒体补充生命必需物质，从而度过危机维持生存。
另外线粒体自噬会在某些情况下通过降解正常线粒体来维持线粒体质量和数量的平衡。
不同生物中具有不同的线粒体自噬途径和机制，酵母中主要通过Atg32磷酸化调控线粒体自噬；哺乳动物中则存在分别由Parkin-PINK1、Nix、FUNDC1等不同蛋白介导的线粒体自噬调控机制；植物线粒体自噬的研究主要集中在拟南芥，其途径及具体调控机制尚不明确。
综述了近年来酵母、动物和植物中线粒体自噬的作用机制及调控因子等方面的研究进展。
%Mitochondria provide energy and materials for cells, while a variety of factors can lead to damage, aging and dysfunction of mitochondria, and they are potentially dangerous for the cells and must be cleared promptly. Mitophagy can fulfill above task and maintain cell homeostasis. Under some severe conditions, mitophagy supplies living-essentials by degrading mitochondria and helps the cells survive. Additionally mitophagy may play a role in controlling the quantity and quality of mitochondria through degrading some normal mitochondria. There are different pathways and mechanisms in different organisms. Inyeast, mitophagy is mainly regulated by phosphorylation of Atg32. In mammals, mitophagy is protein-mediated by Parkin-PINK1, Nix and FUNDC1 respectively. Research on mitophagy in plants is mainly focused onArabidopsis thaliana only, and the mechanism is not well understood yet. Here we review the research advances in mitophagy in yeast, mammals and plants, with focus on the mechanisms and factors involved.【总页数】6页(P42-47)【作者】王志舒;谭晓荣;刘洹洹【作者单位】河南工业大学生物工程学院，郑州 450001;河南工业大学生物工程学院，郑州 450001;河南工业大学生物工程学院，郑州 450001【正文语种】中文【相关文献】1.PIN K1/parkin通路调控线粒体自噬机制的研究进展 [J], 郎秀娟;王燕2.线粒体自噬中pink1-parkin途径调控机制的研究进展 [J], 吴优;卢中秋;姚咏明3.线粒体自噬的调控分子在不同病生理过程中的作用机制研究进展 [J], 陈红光; 谢克亮; 于泳浩4.线粒体自噬调控足细胞损伤的机制研究进展 [J], 魏丽凤;张先闻;王琳5.积雪草苷调控SIRT1-FOXO3-PINK1-Parkin通路介导的线粒体自噬保护肾缺血再灌注损伤的机制研究 [J], 胡彦;王锁刚;翟琼瑶;王帝;朱时玉;王光策因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第35卷 第4期2003年4月
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报
JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY
Vol135No14
Apr.,2003
空间生物学研究进展
李常银,孙野青,杨 谦(哈尔滨工业大学生命科学与工程系,黑龙江哈尔滨150001)
摘 要:回顾了空间生物学的发展过程,对空间生物学的主要研究内容和目前的进展进行了综述.从航天医学、空间生物工程和空间诱变育种3个方面总结了空间生物学的研究内容,重点论述了航天育种方面的研究,并对空间生物学的发展前景做了展望.
关键词:空间生物学;航天医学;空间生物工程;空间诱变育种中图分类号:Q693文献标识码:A文章编号:0367-6234(2003)04-0385-04
ProgressinstudyonspacebiologyLIChang2yin,SUNYe2qing,YANGQian(Dept.ofLifeScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Thedevelopmentofspacebiologyanditsrecentprogressesarereviewedwithemphasisonspacemedicine,spacebio-engineeringandbreedingofspacemutagenesis.Keywords:spacebiology;spacemedicine;spacebio-engineering;spacemutationbreeding
收稿日期:2002-07-15.
基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(863-210011);哈尔滨工业大学校基金资助项目(HIT.2001.40).
作者简介:李常银(1971-),男,博士研究生,讲师;
孙野青(1959-),女,博士,教授,博士生导师;
杨 谦(1959-),男,博士,教授,博士生导师.
随着科技发展和社会需求,空间资源正在逐渐被开发利用.空间技术和生物学研究相结合,诞生了空间生物学这一崭新学科.空间生物学研究包括空间条件对生物体的影响、空间防护与生命维持、空间生物工程、空间诱变育种等多方面.空间生物学研究与人类的生产、生活密切相关:空间生物学的研究成果可以促进载人航天活动,推进人类对宇宙的研究与开发;可以利用特殊的太空环境进行科学研究;还可以利用太空中的辐射进行作物育种研究,缓解日益严峻的粮食问题.因此,空间生物学研究已成为许多国家的重点研究领域.1 航天医学1949年美国空军航空医学院成立了航天医学系,开始了航天医学研究[1].此后美国和前苏联都进行了一系列研究,主要是用火箭进行动物实验.1961年4月12日,尤里・加加林进行了人类首次太空飞行,并成功返回,证明人类可以进入太空.
对人体有影响的空间条件主要是辐射和微重力.辐射可引起细胞损伤和基因突变,只要有足够的防护即可不造成损伤.微重力的影响十分广泛,
目前发现可导致如下变化:神经感觉和运动系统在形态和功能上的变化;红细胞在形态、功能和寿命上都有不利的变化;肌肉组织的形态和代谢变化,与姿势维持有关的肌肉发生萎缩,持久力下降;承重骨钙含量减小;神经激素的功能和代谢发生明显变化;药物动力学受到明显影响.微重力难以防护,只有通过离心模拟重力才能避免受到影响.人工重力与天然重力并不完全相同,而且旋转时的角速度也不能太大,Ω>3r/min时可引起姿势平衡变化及运动病症状[2].
在太空飞行时,宇航员处于高度危险、远离社会又十分狭小的空间中,工作紧张繁重,所以容易发生心理问题,航天心理学的研究也十分重要.生命保障系统要维持宇航员的正常生活,如温度调节、气体和水的循环、辐射防护等多方面.目前的医学防护措施已经可以保障宇航员在近地轨道长期飞行,俄罗斯宇航员波利亚可夫在飞行438天后返回地面,仍可独立行走[1].目前,美、俄、法、日等国对航天医学方面的研究很多,主要集中在辐射伤害机制及防护、生物在失重条件下的生长发育等方面[3-6].因为长期在太空飞行的宇航员常发生肌肉萎缩,所以对微重力条件下的骨骼肌生长发育机制的研究很多,目前已经深入到微重力条件下骨骼肌发育的分子机制.对一些肌肉生长发育相关基因转录调控因子的研究发现,在太空飞行中,MyoD和myogenin基因的表达明显减少,而MRF4基因的表达量基本不变.这些研究对正常重力下肌肉的发育机制研究也有促进作用[7].2 空间生物工程随着空间站的使用,人们可以长时间进行空间生物学研究,观察生物长时间停留太空的各种反应,并利用空间条件作一些地面上无法进行的实验,如蛋白结晶、金属冶炼等.大分子晶体制备:X-射线衍射是目前测定生物大分子三维结构最有效的方法,分辨率高,但需要较大的单晶.许多蛋白质不易得到高质量的单晶,因而一直无法得到高分辨率的三维结构.在太空的微重力条件下,没有重力沉降,没有密度梯度,也没有对流,晶体可以在非常均一的条件下生长,从而可以得到高质量的晶体[8].对天冬氨酰tRNA合成酶的研究证明,在太空中可以得到更高质量的晶体,用于蛋白质结构测定[9].现在许多国家都把微重力条件下的晶体制备作为空间生物学的重点研究项目[10].组织工程:动物细胞在地面培养时贴壁生长,而在太空则可进行三维生长.这样就可以培养人造器官,用于同源移植.重力对生物体的影响机制:重力对生物体的影响是广泛的,而其具体机制则一直没有阐明.细胞如何感受重力信号?重力信号在细胞内和细胞间是怎样传递的?重力对生物大分子的相互作用有何影响?地面的重力值是一个常数,所以一直无法进行有效的研究.而在太空中,可以得到不同的重力值,就可以进行这方面的研究了.现在已经有了一些假说,如双叉理论等[11],但还需要验证.3 空间诱变育种国外的空间诱变育种研究始于1960年.美国等国家在各种类型空间飞行器上进行了许多植物学试验,来观察空间条件下各种类型的植物材料发生的变化.如美国在1984年将番茄种子送上太空,逗留时间达6年之久,返回地面后经科研人员试验,获得了变异的番茄,其种子后代对人体无毒,可以食用.1995年,美国航天局又在北卡罗来纳州立大学建立引力生物学研究中心,重点研究植物对引力的感受和反应,以最终开发出适于太空旅行的植物.
我国自1987年开始利用发射返回式卫星、高空气球等,广泛开展农作物、微生物、抗生素、酶制剂生产菌、昆虫等空间诱变育种研究,搭载作物达50余个种类、500余个品种,全国有31个省(市)104个单位参加,取得了一系列优秀成果[12,13].粮食作物方面,1988年宜丰县农科所与中国科学院遗传所合作,将“农垦58”水稻种子搭载我国“8885”卫星,选育出优质稻新品系,1992年通过中国科学院成果鉴定,成为我国航天育种研究第1项成果[12,14].1987年中国科学院遗传研究所与广西农业大学合作处理粳稻“中作59”和“海香”二品种,已经选育出杂交优势强、结实率高、种子饱满好的籼粳亚种间的杂交稻新组合.1996年折合亩产在650kg以上,将会在农业增产上起很大作用[13,15].搭载的小麦、高粱等,都获得了稳定的
优良品种[15,16].
经济作物方面,安徽省农业科学院作物所1994年在卫星搭载的油菜种子后代中,获得了一株大荚型突变体,其荚比对照长一倍.黑龙江省农垦科学院作物所利用高空气球搭载大豆种子,获得生育期一致,能自封顶有限花序和有色素的突变体后代.棉花、亚麻、红麻等也通过空间诱变育种获得了许多新品系[15,17].白莲、百合等花卉也
经搭载研究产生了不同性状[15].
翁曼丽、李金国等在1996年的返回式卫星(JB1-B9611020)上搭载了大肠杆菌菌株
CSH108、A3和A2,发现大肠杆菌在空间条件下可以存活,经小生物舱搭载的A3菌株产生的lacI-突变体的频率是地面对照的67倍,铅罐中
搭载的CSH108菌株产生的Arg+的回复突变频率是地面对照的10倍左右,而且回复突变体中无义抑制基因的突变频率明显增加[18].
311 空间诱变育种规律首先,航天育种诱变效率高.太空中的特殊条件,如辐射、微重力等,可以产生较高的变异率.空间诱变中高能重粒子(HZE)起重要作用.与低传能线密度(LET)的辐射相比,高能重粒子能更有效地导致细胞内遗传物质DNA分子的双链断裂,
而且其中非重接性断裂所占的比例较高,从而有更强的诱发突变能力[19].另外太空飞行中辐射剂
・683・哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第35卷 量小,时间长,因而处理后死亡率低.这样,诱发的各种突变都可能表现出来.而常规的辐射育种一般采用γ-射线等低传能线密度(LET)的辐射源,辐射时间短,所以一般采用较高的辐射剂量(半致死剂量),处理后死亡率很高,许多突变都因为植株的死亡而无法得到后代,即许多有益突变被致死突变掩盖.另外,有人认为微重力条件可以抑制修复机制,即微重力与辐射可以产生协同作用,增加变异率.其次,航天育种周期短.空间诱变植物一般在第四代就可稳定,少数在第三代就可稳定[16,20-22].这比常规育种的六代稳定要提前两代,对缩短育种周期极为有利,可以节约许多人力物力.因此,航天育种具有独特的优势,越来越受到育种学家的重视,将为解决我国的粮食问题发挥更大的作用.同时,通过空间诱变育种也可以产生一些在地面没有发现过的独特性状,为植物生理及发育等方面的基础研究提供素材.312 空间诱变机理研究空间诱变机理方面的研究较少.为研究空间环境的诱变机制,孙野青等以经过返回式卫星搭载的玉米种子为材料进行试验,将带有柠檬白杂合等位基因(Lwl/lwl)的玉米种子包夹在核径迹探测器中,组成生物叠[23].Lwl基因突变将在植株的叶片上出现黄色条纹.生物叠和GM计数管、LiF剂量计同时搭载在返回式卫星上,进行15d的太空飞行.种子回收后,从植物形态学和分子生物学水平进行突变的检测,同时计算所测到的辐射剂量.用LIF剂量计测量空间能穿透星壁的粒子剂量为21656mGy,平均日剂量为01177mGy/d,舱内每1mGy的辐射剂量相当于813×105的入射粒子造成的.重粒子(Z≥3粒子)29个/cm2,平均阻滞本领为5MeV/cm,意味着穿透卫星屏蔽到内部的是相当高能量的粒子.研究结果表明:其中高能重粒子与引起黄白条纹突变有相关性.空间诱变的机制是复杂的,要进行机理分析,就要系统地从不同水平上进行研究.目前,国内在培育新品种方面做得很多,而对诱变品系的生理生化和分子生物学方面的研究较少.航天育种水稻性状分析中,已经有人做过同工酶、微量元素等方面的研究,在蛋白质方面只做了总蛋白的分析,如1995年间,方金梁等对水稻×玉米远缘杂交高蛋白质早粳品系“85-5”经过搭载后的诱变品系与对照组做了总蛋白的差异分析,选育出了糙米粗蛋白质达1218%的水稻新品种[24].分子生物学方面,贾建航等用RADP和AFLP技术对空间诱变香菇Cr04进行了分析,证实了遗传物质的变化,