太空中培育的植物质量有哪些变化？
有影响的主要因素是什么，如何产生影响，目前尚无定论。遨游太空的农作物种子回到地面种植后，不仅植株明显增多、变粗，果实类型也有所增加，产量普遍提高，品质也大大改善。空间环境对植物基因的影响已经被各国科学家证实。但对太空育种原理的解释仍有争议。
编辑本段什么是太空育种？
太空育种:又称太空诱变育种，是将农作物种子或试管苗送入太空，利用地面无法模拟的太空特殊环境(高真空、宇宙高能离子辐射、宇宙磁场、高洁净度)的诱变效应，使种子发生变异，然后返回地面选育新种子、新材料，培育新的农作物育种技术。太空育种有太空育种。
有益品种、增幅大、稳产快、高产、优质、早熟、抗病性强。突变率比普通诱变育种高3-4倍，育种周期缩短约1倍，从8年左右缩短到4年左右。目前，只有美国、俄罗斯联邦和中国成功地进行了星载航天育种。中国在1987年开始将蔬菜搭载上天。航天育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径。它是当今世界农业领域最前沿的科技课题之一。通过太空农业的实验，揭示了植物、动物和其他生物特征的许多奥秘。目前，世界上只有美国、俄罗斯联邦和中国拥有返回式卫星技术。在这方面，中国是走在世界前列的。
编辑这一段的概况
2002年6月，美国威斯康星大学太空实验室开始进行太空诱变。带玫瑰上天的目的是获得玫瑰含油量高的玫瑰突变体；同时还有大豆，主要是为了获得优良的大豆性状。俄罗斯曾经把绿色或白色的杆子(松科云杉属，冷杉亚科)作为圣诞树带上天空，现在在西伯利亚和哈萨克斯坦广泛种植，从太空回来的圣诞树长得很高。美国曾经放弃太空突变，现在正在加紧研究。利用空间环境研究植物生长、发育和遗传变异始于20世纪60年代。中国航天育种始于1987。起初，我们只是想知道种子被带到太空后会发生什么。自1987年8月5日返回式卫星搭载植物种子1次以来，中国已成功进行了10多次航天育种试验。对70多种植物的1000多个品种的种子进行了太空育种试验，吸引了23个省(市)的70多个单位参加了种子携带试验。通过太空育种，出现了大穗、大粒、优质、高产的水稻新品系。如航天诱变育种育成的水稻新品种于航1，株高降低14 em，生育期缩短13 d，产量提高5% ~ 10%。水稻新品种华航1号，穗大粒多，结实率高，可增产10%，达到7 500 kg/hm2。此外，通过航天育种获得了许多矮秆、高产、早熟的小麦新品系，其产量比普通品种高10% ~ 15%。在青椒育种中，通过航天育种培育了L批高产、优质、抗病的新品系，如单果重8-2青椒>；250g，产量为751300kg/hm2，维生素C含量提高20%。据不完全统计，迄今为止，全国已有22个省(市)参与航天育种，通过国家审定的品种有38个，大面积推广的品种有80多个。过去航天育种多以水稻、小麦、蔬菜为主，现在已扩展到林业的用材树种，城市森林景观的园林植物，以及今天被称为能源植物的油料植物，其中一些已得到广泛推广，特别是在广西、福建、甘肃等地。1994和1996，四川农业大学玉米研究所在国内率先开展了玉米空间诱变育种研究，从中获得了1个具有矮秆效应、受隐性单基因控制的新材料，为遗传研究和育种利用提供了宝贵的资源。这种不育材料的雄穗不发达，分枝少，分枝顶端有退化迹象，不育株内无花药外露。不育花药薄而小，仅为可育花药的1/3。不育花药被压碎，无花粉散落，败育完全，育性稳定，不受光照、温度等环境条件影响。是1“无花粉”雄性不育。空间环境下生物性状发生变化的主要原因是空间环境因素引起染色体损伤，导致生物对受损部位进行修复，导致大量修复过程中出现修复错误，改变染色体的DNA结构，引起表达性状的变异。
编辑此研究区域
早在20世纪80年代，森林遗传育种界就收到了航天部门的询问，是否有森林种子被送上了天。因为测试周期长，辐射的定量性质很难改变，所以这件事一直没有得到回应。现在专家们逐渐关注林木种子上天，因为种种原因，发生了两个变化:①林木遗传育种的目标发生了变化。从过去单一追求森林生长，到追求多种经济效益和适应性；对空间的理解也发生了变化。学术界意识到，太空中有大量辐射是人类实验难以模拟的。因此，专家们越来越期待改变由单个基因控制的林木种子的颜色、粒度等品质性状，以寻求林木遗传育种领域的新突破。这是时代发展和森林遗传科学发展的结果。早在20世纪50年代，林产工业就开始研究人工诱变。毛白杨经人类低温辐射诱变后，叶片有缺口，无毛，但生长没有变化。林木生长周期长，十年甚至几十年才半个轮伐期。短时间内很难确认辐射的影响。但在从事其他科学研究的同时，要选择合适的林木种子和植物材料送上天，研究空间辐射后的效应，应该是有理论价值和现实意义的。把小种子和花粉送上天，是现实的措施。为了方便实验，最好将不同树种的花粉和不同大小的种子一起放飞，进行对比研究。虽然目前很难解释林木种子上天的问题，但我对其前景充满信心和期待。
编辑这一段的基因变异原理。
太空育种的安全性
太空食品和普通食品没什么区别，而且非常安全。关于太空食品的安全性，专家们普遍认为，太空育种并没有将外源基因引入农作物使其发生变异。作为一种诱变育种技术，航天育种可以引起作物染色体的缺失、复制、易位和倒位等基因突变。这种变异和自然植物的自然变异是一样的，只是时间和频率发生了变化。本质上，太空育种只是加速了生物界需要数百年甚至数千年的自然变异。宇宙射线在太空中的强烈辐射是植物遗传变异的重要条件。目前人工辐射育种中的辐射剂量仅为国际食品安全辐射剂量的十分之几，而太空中的辐射剂量不到辐射育种中辐射剂量的1%。宇宙射线导致的基因变异，往往会让人联想到转基因食品。转基因作物是通过将外源基因导入植物而培育出的新品种。比如转基因大豆，就是通过引入非大豆植物，甚至动物和微生物的基因而产生的突变。太空育种是在不引入外源基因的情况下，使农作物的种子发生变异。我国颁布的《转基因生物安全管理条例》专门排除了对突变产生的新物种的管理，这也说明太空育种是非常安全的，不用担心其产品的安全性。太空食品是根据人类需求选择的，不是转基因食品。至于污染，是种植方式和农药化肥的使用。
太空育种的应用实例
太空育种在一定程度上得到了应用。太空椒的果实比陆地栽培的大很多，口感、重量、形状都发生了变化。太空黄瓜航一号已经通过国家品种审定。最大单果重1 800 g，长52 cm，Vc含量提高30%，可溶性固形物含量提高20%左右，铁含量提高40%。说明空间诱变可以获得营养含量高、口感好的突变体。太空蔬菜葫芦长75 CITI，平均单果重约4公斤，最大果重8公斤，内含治疗糖尿病的苦瓜甙。航天番茄平均单果重约350 g，最大果重375 g，产量约75 000 kg/hm2。另外太空搭载的长茄子，单果重350 g，吃起来非常鲜嫩。太空甜椒872可溶性固形物含量提高20%，在太空甜椒中获得1黄色后代和1红色后代，可获得太空五色辣椒系列，不同于以往太空诱变获得的黄色和红色甜椒。虽然太空育种的前景诱人，但目前这项事业的产业化并不尽如人意，很多成果还处于中试阶段和小规模生产阶段。据统计，以航天育种最多的水稻为例，最好的品种只推广了20万hm2，与杂交水稻推广数千万hme的规模相差甚远。需要说明的是，航天育种是1全新的交叉学科，涉及很多领域，如航天技术、辐射技术、生物技术等。，而且本身也不是很成熟完善。毕竟航天很少，主要是水稻和小麦。由于我国是1的农业大国，航天育种技术受到重视。中国虽然不是航天技术的1，但应该是航天农业育种的1。常规育种中的杂交技术一般需要8年才能获得新品种，太空育种可以将时间缩短一半。从太空带回后，必须在地面培育不少于4代。太空育种是1缩短育种周期的好方法。
编辑本段的影响因素
种子纯度
目前国内外都要先检测种子的纯度，以保证种子的纯度。扛回来之后，还要进行地面1试种。形态性状，如株高、生长量等，在出苗时肯定会表现出大量的性状分离，每1株都要检测。选择变异好的单株进行第二代种植，仍然有很大的性状分离，所有不好的性状都被淘汰，优良的突变后代种植到第三代。第三代种植后，收集性状最好的种子，第四代种植，一般比较稳定，即获得1个稳定的新品种。
生长环境
种子生长过程中要特别注意生长环境。很多品种的表型退化并不是真正的品种退化，而是因为周围的授粉环境不好。比如太空椒，它旁边种的花粉不是太空椒，它的后代可能会恢复原来的特性。因此，保持太空辣椒优良性状的关键是为其创造良好的繁殖环境。
空间停留时间
针对在太空停留时间对太空育种结果的影响这一话题，华南农业大学做了以下实验:将种子按顺序排列在核激发板上，种子回来后，从核激发板上可以检测出种子被高能离子辐照的次数。由于太空育种的精度难以控制，具有一定的盲目性，所以种子被高能离子击中的次数并不是越多越好，在太空中的时间也不是越长越好。只要高能离子能准确击中种子的DNA链，按照人类需要的方向结合。太空育种的结果与在太空中度过的时间关系不大。俄罗斯将向中国赠送在和平号空间站上6年的番茄种子，其后代的表现并不比中国的飞船好20多天。这正是因为太空中有很多辐射条件是人体实验难以模拟的，目前无法人为控制太空中辐射的强度或剂量。毕竟高能离子的辐射是随机的。太空育种必须配合野外观察、选择等常规育种手段，密不可分，分子检测手段也有。
编辑本段的研究进展
据统计，一般种子空间的突变率只有0.05%-0.5%之间，有很多种子根本没有变化。原中科院遗传所研究员、被誉为“中国航天育种第一人”的姜兴村告诉记者，航天育种主要是通过强辐射、微重力、真空等综合空间环境因素，诱导植物种子的遗传变异。因为亿万年来，植物的形态、生理和进化都受到地球环境的影响，一旦进入太空，就有可能产生在地面上难以获得的基因变异。从卫星带回的物品中筛选出优质品种，果实大小、营养成分、植株抗虫性都有显著提高。植物种子只要送上太空就能变异？种出来的蔬菜水果能增产吗？现在对航天育种的宣传，常常让人对航天育种的神奇产生向往。大连海事大学环境系统生物研究所所长孙教授说，并不是说只要种子在太空中，就一定会变异。而且不同品种的突变率也有很大差异。据统计，种子的变异率一般在0.05%-0.5%之间，有很多种子根本没变。在突变中，并不都是抗病性增强、高产、早熟等有益突变。甚至从整体来看，产量降低、抗病能力减弱等不良突变更多，因为太空毕竟是一个特殊的极端环境。其实种子所谓的“好”和“坏”突变都是人为选择的，突变本身无所谓好坏。做基础研究时，很多“坏突变”更有利于研究种子对空间环境的敏感性和基因修复的机制。
编辑此空间育种成果。
自1987年以来，我国利用返回式卫星和神舟飞船进行了10多次，向天空投放了1000多种种子和生物材料。由于植物种子体积小，便于携带，在培育新品种上有很大的选择空间。运过的粮食作物有:小麦、水稻、大豆、玉米、绿豆、豌豆、高粱等。蔬菜:西红柿、辣椒、黄瓜、甜菜、茄子、萝卜等。经济作物包括棉花、烟草等。花卉有万寿菊、鸡冠花、三色芙蓉、龙葵、荷花、百合等。中草药有黄芪、甘草；树种有油松、白皮松、芦笋，还有草坪种子。通过航天育种，培育了一批性状优良的新突变类型和新品种。比如水稻种子通过卫星搭载，获得了株高变异、分离强、穗型饱满、生育期短等特性。增产20%，单季亩产400-600斤，最高750斤。蛋白质含量提高8%-20%，总氨基酸含量提高53%。太空小麦培育高产类型，具有矮秆、早熟、抗倒伏、抗病、高蛋白等特点。太空青椒枝叶粗壮，果大肉厚，免疫力强。单果重350-600克，单季亩产3500-4000毫克，最高可达5000毫克，比普通青椒增产20%-30%。据中科院遗传所检测分析，太空青椒维生素C含量提高20%，可溶性固形物含量提高25%，病情指数降低55%。太空黄瓜，满藤瓜，个头特别大，单果重850-1100克，抗病性强。特别是雌花开得多，是地瓜苗的1.5倍。虽然它的皮有点厚，但瓜肉非常清凉，多汁鲜嫩。太空番茄长势特别喜人，株高、茎粗、果穗多，比常规番茄增产15%以上，最高可增产23.3%。黑龙江省农业科学院园艺研究所育成的“于凡1号”已在全国推广种植654.38万多亩。“太空樱桃番茄”含糖量高达13%，与柑橘相当。味道鲜甜，可以当水果吃。太空西瓜的显著特点是含糖量在13%以上，可溶性固形物增加，纤维少，西瓜大，吃起来香甜可口。太空玉米可以长出6-7根“棒子”，长出5种颜色，口感比普通玉米更好。鸡冠花、菊花、黄蜀葵、矮牵牛等。太空搭载的，都表现出花多、花色变异、花期长的特点。尤其是粉红色的矮牵牛，花上有红白相间的条纹。更令人惊讶的是，万寿菊的花期延长到了6个月以上。游过太空的大蒜能长到将近半斤，太空萝卜的幼苗让害虫敬而远之。原本不能杂交的籼稻和粳稻，因为穿越了太空，也可以杂交。太空育种的好处和成就吸引了美国、俄罗斯、保加利亚、菲律宾等国家，都希望与中国合作。上帝“培育”并回归“地球”的太空种子有着非常广阔的市场，必将播撒广阔的土地，生产出更多更好的太空食品，给人类带来无限福音！
编辑此段落。太空植物敢吃吗？
地上普通的青椒，西红柿，黄瓜，从天上回来就转型了。很多人都有点不安。这些东西你敢吃吗？经过科学家的检测分析，我们可以很负责任的告诉你，太空中培育的水稻还是水稻，青椒还是青椒。没有外来生物基因的引入和整合，物种没有发生根本变化。这就好比DNA的基因排列是“1，2，3，4”，太空育种后的基因排列是“1，3，4，2”，但测序发生了变化。但转基因植物中有个“5”，所以有“土豆吃起来像牛肉”“猪肉吃起来像菠菜”的说法。可见，太空育种和转基因是有本质区别的。明白了这个道理，当你在太空旅行后，看到胳膊粗的黄瓜，篮球大的茄子，就不用太担心了，可以放心吃了。美国曾经分析过哥伦比亚号航天飞机携带的番茄种子和果实，结论是:“无毒，可以食用。”联合国粮食及农业组织、国际卫生组织和国际原子能机构共同承认，太空种子是安全的种子，太空种子培育的作物是健康的食物。
编辑这段太空育种的意义
随着科学技术和国民经济的发展，人类的生存和生产活动从最初的陆地、海洋和大气层进入地球轨道空间和外层空间，开始适应、研究、认识、利用和开发空间环境，这是人类文明史上的一次伟大飞跃。空间环境包含极其丰富多样的资源。航天育种作为一种新的良种繁育手段，具有不可低估的经济效益和社会效益。太空育种也是利用太空资源的一次成功尝试。先进的航天技术为快速培育优良品种和特种种质资源开辟了新的途径，为人类进入航天农业时代展示了光明的前景。第二代和第三代太空蔬菜已表现出高产、抗病和维生素含量高的特点。太空花在花期、花型、株型、颜色上普遍发生了变化。有些花期较长，有些较短。原本紫色的花可以变成白色和红色。人类应该利用这些新品种带来的特殊价值。一般来说，各地携带的种子都是当地附加值高、有地方特色、种植规模大的品种。在获得优良品种后，产业化将对当地农业经济产生直接而显著的促进作用。如中国科学院遗传与发育生物学研究所在京培育的紫花苜蓿、米沙、红豆草、冰草等，具有以下特点:特别耐寒、耐旱。尤其是苜蓿，蛋白质含量很高，可以像韭菜一样一茬一茬的割。与未负载的对照植物相比，其存活期更长，不易枯萎。据介绍，专家将继续对具有变异特征的太空“草民”进行筛选和接种。一旦它们的变异特征稳定下来，就会在中国西部和北京周边大规模种植，防止草原荒漠化，拦截沙尘暴。优质品种有可观的市场价格。据报道，美国太空番茄比优质苹果更贵。太空育种可以缩短育种周期。据专家介绍，正常的农业育种一般需要八年，太空育种可以缩短一半时间。但从太空带回后，必须在地面种植四代，才能培育出性能稳定的品种。
编辑本段的发展前景
对于未来航天育种的发展前景，应重点选择西部大开发中的生态修复植物。因为要支撑西北地区，就要有大量的饲草、固沙草本和灌木、耐寒抗旱树种，还有能源植物和中草药。蔬菜要带好蔬菜种子。花卉主要是试管苗花卉，附加值高。在林木方面，神舟四号飞船搭载了格氏栲、杨树、红豆杉三种经济树种。未来中国要继续搭载树种，同时也要从俄罗斯引进和平号空间站搭载的树种。种子诱变的效果主要与在太空中接受辐射的剂量、时间和位置有关，与是什么种子无关。太空返回的种子已经培育出来了，选出来的优良品种要种不少于四代，每代的遗传性状都已经分离出来了。如果运气好，4代后筛选出一个新品种，需要国家有关部门的品种审定。这个过程至少需要3年，然后专家通过考核才能拿证。客观地说，关于是否携带木本花木种子的问题，森林遗传育种界的太空育种
回应不是很急。原因很多，其中最重要的是木本植物本身的特性。许多森林遗传育种专家认为，1和2年生植物的种子比多年生木本植物对外界刺激更敏感。林木生长周期长，生物量高，使得林木遗传育种的研究比农作物的研究困难得多。诱变育种在草本花卉育种中也具有重要价值。变异后的花可以变得奇形怪状，提高观赏价值。但是，树育种就不一样了。人们对树木的期望更多的是数量性状，尤其是生长量，是由数量基因控制的。根据微效多基因假说，林木数量基因较多，一个或几个基因的变化对林木数量性状的改良意义不大。专家们做的大量实验证明了这一点，这可能是林木遗传育种专家长期不看好携带林木种子的原因之一。
编辑这一段是有争议的。
“太空育种”在综合各种因素上并不优于地面育种。空间环境对植物的生理和遗传有哪些主要影响，这些影响是由哪些因素促成的，如何产生的，目前尚无定论。因此，太空育种计划自启动以来就引起了一些专家的争论。分子生物学博士方曾说，“太空诱变”本质上和其他诱变方法一样，不可能有什么优势。所谓的“太空育种”并不比地面育种更有优势，而是占用了宝贵的太空资源，完全是炒作，应该予以否定。方说，突变的方向性最早是在遗传实验中观察到的，后被分子遗传学基础研究证实。当我们用辐射和药物处理种子时，我们正在盲目地攻击种子中的DNA。DNA序列或结构会发生什么变化是不可预测的，所以它们会如何改变生物体的功能也是随机的。由于生物的长期进化，其结构和功能之间的关系已经相当完善和协调，盲目改变它在大多数情况下将是有害或无用的。只有非常偶然的情况下，才会出现一些我们乐于见到的有益突变。入门图集更多图集
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