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航天育种工程技术研发平台建设及航天种质创制

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本课题的承担单位是北京神舟绿鹏农业科技有限公司,对课题总负责;参与单位是北京市通州区国际种业科技园区管理委员会及中国空间技术研究院空间分子生物学实验室,三个单位将密切合作,发挥各自的长处和优势,共同完成实施这个课题。 本课题将利用航天搭载地面模拟技术在搭载前对试验材料进行前期筛选。通过高能粒子加速器、地磁屏蔽装置、回转器等地面设施,开展模拟空间环境中宇宙粒子、弱地磁和微重力的试验,通过田间性状调查、生物学效应分析、细胞学及分子生物学等方面系统研究,确定试验材料对空间环境效应的敏感性;综合以上各因素,最终选定试验材料及数量,随飞行器进行空间搭载试验。节约航天搭载资源,提高航天育种效率。 (1)搭建了航天育种工程技术研发平台和服务平台,将为黑龙江省农科院园艺分院和山西恒穗农业科技有限公司等提供航天搭载服务,并对搭载品种进行各地筛选种植,最终形成航天新品种,推动航天育种工程技术和航天新品种的示范推广。 (2)自2014到2015年航天育种工程技术研发平台建设期间,通过科普宣传、共接待参观近22000人次,普及了航天育种知识,解释说明了航天空间搭载与地面常规诱导获得突变体、种质资源的概率差异、以及目前社会上普遍关心的涉及转基因育种与食品安全分子鉴定技术的热点问题,并组织专家开展技术咨询和技术培训活动。与此同时,在园区分别组织培训了组织培养技术和分子育种及鉴定技术的相关人员,并结合番茄和辣椒栽培管理技术培训了技术员和农民500余人次;解决就业人数45人。 (3)搜集、整理和构建了番茄和辣椒的分子遗传学和基因组学相关数据库共41个,具体可分为门户网站、基因组数据库、DNA标记数据库、EST数据库、基因表达数据库、代谢组数据库、植物资源数据库七大类型。在番茄数据库中,共搜集SNP位点13167963个,SSR位点25291个,其中具有序列信息的SNP位点1547446个,SSR两端保守序列信息的位点25291个;在辣椒数据库中,共SNP位点22075个,SSR引物12380个,InDel引物251个。同时利用分子标记对航天领域多年累积的种质资源在亲缘关系、种群划分等遗传多样性方面进行梳理和研究,获得了95份番茄和246份辣椒亲缘关系进化谱系图和各主要品系的分子指纹图谱。这不仅是对以往搭载材料的总结与归纳,而且可以用于目标性状育种材料的筛选与鉴定,还将为最终定位和克隆基因打下基础。以此为切入点,充分借鉴番茄和辣椒领域的分析流程和技术体系,将分子鉴定技术应用于其他作物品种的科学研究和生产实践中,最大地发挥其经济效益。其中,应用分子标记技术对草莓脱毒苗的鉴定与筛选,为提高草莓种苗的品质和价格奠定了基础,结合香蕉脱毒、番茄病毒检测、草莓病毒检测等服务项目。