一種水產生物航天誘變模擬設備的製作方法

2023-12-05 05:26:36

專利名稱：一種水產生物航天誘變模擬設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水產生物航天誘變模擬設備。
背景技術：
太空中存在著地面沒有的微重力、宇宙射線輻射和高能粒子，太空重力僅為地面 重力的百分之一到十萬分之一。太空育種就是應用火箭與衛星把生物的種子或生命體送入 太空，利用太空環境中的微重力、太空中強宇宙射線輻射和高能粒子、離子、正、負電子轟擊 以及發射與返回時地球產生的超重力和交變磁場等綜合因素，誘導生物的種子或生命體產 生變異，返回地面後，培育篩選優良變異，產生優良新品種，為生產和經濟服務。國外從上個世紀60年代曾搭載植物材料，進行空間植物的研究，主要研究空間條 件對植物生長發育及其生理和遺傳的影響，了解植物在空間生長規律，並解決太空人的食 品問題，而研究部分微生物的目的只是為了保證太空人在太空中的身體健康。美國、前蘇聯 很早就發現空間中植物、微生物的變異，但那段時間他們沒有考慮到這種變異對產生新品 種有重要價值，而忽視了太空變異的育種應用，所以，他們在空間生物學的研究中存在著一 個薄弱區，至上個世紀末，太空育種幾近空白。因而落後於我國。現在，他們開始注意太空 育種的優越性，已意識到開展太空育種科技研究的必要性2002年6月美國維斯康新大學 空間實驗室把玫瑰帶上天，他們的目的是獲得高玫瑰油產量的玫瑰突變體，同時做實驗還 有大豆，主要是為了獲得優良的大豆性狀。俄羅斯也在今年5月重啟太空育種實驗。我國的太空育種始於上個世紀八十年代末，由於美國和前蘇聯在空間生物學的研 究中存在著一個空白區，這給我國的太空育種科技研究留出了時間和空間，使我國在太空 育種科學技術研究方面，後來者居上，至今一直處於世界領先地位。我國的空間誘變育種自 1987年發射的FSW-0返地衛星首次搭載植物種子，至2005年初，已成功進行了十多次植物 種子的搭載試驗，涉及到主要糧食、棉花、油料、蔬菜、瓜果、花卉、牧草、菌種等13大類、50 餘個種類、500餘個品種，搭載的種子經過多年地面選育，已培育出水稻、小麥、青椒、番茄、 芝麻等新品種，有的產品已初具產業化規模，取得了良好的經濟社會效益。雖然採用太空育種具有上述的優點，但是由於航天搭載太空育種也存在如下難 題第一，航天搭載太空育種試驗機會少，通常一次試驗要等一年以上時間，等了一年 雖有發射衛星，但還不一定能搭載上；第二，航天搭載的太空育種試驗成本高。例如，有源實驗約要500萬元以上；第三，水生生物航天搭載太空育種試驗更難。具體難點如下1.受實驗衛星或宇 宙飛船條件的限制。實驗衛星或宇宙飛船育種空間小、抽真空狀態，不利水產太空育種對象 存活；2.水環境難保障。水產生物離不開水，即，魚兒離不開水；有水還不行，還需要溶解 氧；有了溶解氧還不夠，還需要有良好的水質。在太空搭載育種實驗中，魚水比極小、水溫範 圍變化大，要保持好水環境是相當困難；3.航天搭載育種實驗時間跨度大。前後需要時間 短則18天以上，長則幾個月。目前，水產品種的卵子和精子離開親體僅能存活數小時，受精
3卵也是僅能存活數小時而已，即使是親體要在這麼長的時間裡，在封閉中的小系統中存活， 是極不容易的；4.水產生物可進行實驗的時間窗口與發射時間窗口難以對應。往往是水產 生物性腺成熟的時間段，沒有發射實驗衛星，而發射實驗衛星時水產生物又不在繁育期。有 的水產品種幾年對不上一次。由上述描述可知很有必要研究製造一種水產生物航天誘變模擬設備，來滿足太 空育種的需要。

實用新型內容本實用新型提供了一種水產生物航天誘變模擬設備，其克服了背景技術中只能通 過太空飛行器將水產生物送入太空才能進行太空育種的不足。本實用新型解決其技術問題的所採用的技術方案是一種水產生物航天誘變模擬設備，它包括一重力變化模擬裝置；一能夠朝重力變化模擬裝置輻射紫外線的紫外線輻射源，它設置在重力變化模擬 裝置側邊；一能夠朝重力變化模擬裝置輻射X射線的X射線輻射源，它設置在重力變化模擬 裝置側邊；一能夠朝重力變化模擬裝置放射放射線的放射性放射源，它設置在重力變化模擬 裝置側邊；及一能夠朝重力變化模擬裝置轟擊離子的離子轟擊機，它設置在重力變化模擬裝置 側邊。一較佳實施例之中所述X射線輻射源採用電晶體X射線源，所述紫外線輻射源採 用電晶體紫外線射線源。一較佳實施例之中所述放射性放射源的放射元素為鈷60。一較佳實施例之中所述重力變化模擬裝置採用離心機。一較佳實施例之中所述離子轟擊機為能夠轟擊出正離子或負離子的離子轟擊 機，所述離子轟擊機包括離子源和真空離子蒸發電場，所述離子源產生的離子通過真空離 子蒸發電場加速構成轟擊離子。一較佳實施例之中所述離子轟擊機為能夠轟擊出正離子或負離子的離子轟擊 機，所述離子轟擊機包括離子源、蒸餾水源和高壓電場源，所述離子源產生的離子在蒸餾水 源中經高壓電場加速構成轟擊離子。一較佳實施例之中它還包括一能夠產生交變磁場的交變磁場裝置，它產生的交變磁場作用重力變化模擬裝置。一較佳實施例之中所述紫外線輻射源、X射線輻射源、放射性放射源和離子轟擊 機分別固設置在重力變化模擬裝置之四側。本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點1.由於設置重力變化模擬裝置、紫外線輻射源、X射線輻射源、放射性放射源和離 子轟擊機，因此實驗員能夠按照所需選擇最佳育種條件，能夠完全對育種對象實施模擬太空環境單一因子或多因子的誘變，克服了背景技術中只能通過太空飛行器將水產生物送入太空 中才能進行試驗的不足；2.放射性放射源的放射元素為鈷60，模擬太空育種效果佳；3.離子源產生的離子通過真空離子蒸發電場加速以形成轟擊離子，離子轟擊速度 快，能量大，育種效果佳；4.離子源產生的離子在蒸餾水源中經高壓電場加速以形成轟擊離子，離子轟擊速 度快，能量大，育種效果佳；5.還包括交變磁場裝置，通過在水產生物上實施交變磁場提高育種模擬效果。以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1繪示了一較佳實施例的模擬設備的示意圖。
具體實施方式
請查閱
圖1，一種水產生物航天誘變模擬設備，它包括一重力變化模擬裝置10、一 紫外線輻射源20、一 X射線輻射源30、一放射性放射源40、一離子轟擊機50和一交變磁場 裝置60。本實施例之中，最好，所述紫外線輻射源20、X射線輻射源30、放射性放射源40和 離子轟擊機50分別固設置在重力變化模擬裝置10之四側；所述交變磁場裝置60可設置在 任何位置，只要能夠使得所述重力變化模擬裝置10受交變磁場作用。所述重力變化模擬裝置10能夠產生失重效果或超重效果。所述重力變化模擬裝 置10採用離心機。所述重力變化模擬裝置10之內固設有一裝置箱，所述裝置箱用於放置 水產生物。所述X射線輻射源30採用電晶體X射線源，所述紫外線輻射源30採用電晶體紫 外線射線源。本實施例之中，所述紫外線輻射源20能夠輻射紫外線，所述紫外線輻射方向 朝向重力變化模擬裝置10 ；所述X射線輻射源30能夠輻射X射線，所述X射線輻射方向朝 向重力變化模擬裝置10。所述放射性放射源40能夠放射放射線，所述放射線放射方向朝向重力變化模擬 裝置10。本實施例之中，所述放射性放射源40的放射元素為鈷60，但並不以此為限，其它 放射性元素也能夠適用本實施例。所述離子轟擊機50，它能夠轟擊出離子，所述離子受轟擊朝向重力變化模擬裝置 10，所述離子轟擊機40能夠轟擊出正離子或負離子。本實施例之中，所述離子轟擊機50包 括離子源和真空離子蒸發電場，所述離子源產生的離子通過真空離子蒸發電場加速以形成 轟擊離子；或者；所述離子轟擊機40包括離子源、蒸餾水源和高壓電場源，所述離子源產生 的離子在蒸餾水源中經高壓電場加速以形成轟擊離子。所述交變磁場裝置60可以是電磁鐵產生的交變磁場，也可以是永久磁鐵運動產 生的交變磁場。根據需要，還可加設一光線調控和一溫度調控。所述光線調控可以是燈光調控，也 可以是通過設立窗口(包圍重力變化模擬裝置的包圍壁，包圍壁上設置窗口)調控太陽光。 所述溫度調控由電加熱器和製冷器組成，製冷器可以是半導體製冷器也可以是其他類型製冷器。採用上述模擬育種效果與太空育種效果相當，甚至效果還佳於太空育種效果。表 1是幾種育種變異率的比較
育種種類變異概率備註地面上自然育種5X10-6即二十萬分之一高能射線輻射0. 125%Y射線太空誘變育種4 20%外太空200-400km由上表可知，太空育種具有如下優點1、太空育種誘變率高，例如，太空水稻的第二代在生育期中，形態特徵和生物學特 徵等方面出現了廣泛的高頻率的變異，個別性狀的分離變異率高達12. 36%。2、遺傳穩定性比較接受太空誘導變異的品種，一般第二代就能獲得穩定遺傳性狀，通過四代就可以 選出一項新品種，而傳統的誘變育種方法要到第七或第八代甚至第十代才可以獲得穩定遺 傳。用、射線照射得到的變異，到第三代或第四代又常常會消失。3、變異效果比較經過太空誘變的種子形成的有益變異多，變異遺傳性也好。實踐證明，太空環境下 的微重力、宇宙射線輻照對於植物種子有促進誘變、生長、高產、增強抗病性等良好作用。4、太空育種效果例如a、「太空水稻」田間長勢較旺，穗層整齊，株型適中，生長期縮短了 15-30天左右，大 穗、大粒、品質好，產量高，單產可高出對照組150-200公斤，抗白葉枯病，口感很好。b、「太空小麥」矮稈、早熟、豐產，這些小麥新品系的產量較一般品種高10%至 15%。c、「太空椒」的形狀、產量、抗病性、營養成分及細胞遺傳等諸多方面均產生了明顯 變異。從第三代起，其優越的性能便可以被穩定地遺傳下去。這種育種方法與地面常規的雜 交育種方法比較，具有誘變機率高變異幅度大、穩定快、周期短等明顯的優點。經實驗，「太 空椒」門果二夾果單果平均重量達400克，畝產比地面對照的青椒高25% -30%，維生素C 含量和可溶性固形物的含量也高20%和25%，而得病率卻減少62%。這些「太空種」易種 易活、苗壯果大、生命力強，而且口味甚佳。d、「航天芝麻」集高產、高含油、抗病、抗倒伏等多個優良性狀於一體；e、「太空茄 子」最大的可達2. 2公斤，果實周長62釐米，平均單果重1. 5公斤左。形狀大、產量高、抗病 強、肉嫩籽少、口感很好。e、「太空黃瓜」具有口感清香濃鬱、無澀味、脆爽、果肉肥厚、汁液豐富，瓜內籽少、 果實長而不彎曲、便於運輸。一條太空黃瓜最重可達1500克(3市斤)。該黃瓜品種通過了 農業部新品種保護權的保護。
6[0056]f、「太空黃豆」產量高、出油率高，脂肪含量達20. 4% -21. 4%，已超過進口的轉基 因大豆的脂肪含量，平均畝產200kg以上。g、「太空瓠子」也叫「太空菜葫蘆」，最長可達80釐米，重3400克，平均果實長70 釐米，口感好、瓜內籽少、果肉肥厚、抗病性強、產量高、果實耐保存。h、「太空番茄」果實大、口感好、產量高，B胡蘿蔔素為普通番茄的3倍。i、「太空白蓮」的蓮子特別大粒，每粒蓮子2. 4克以上，比常規品種可增產60%。j、經過太空育種的花卉由於基因排列組合產生變異，與地面上的各種花卉相比， 普遍具有花期長、顏色鮮豔和品種變多的特點。k、「他汀」產品是至今為止功效最為肯定的降脂藥物。1999年他汀產品在全世界 銷售總額超過100億美元。中國的他汀產品是從航天搭載的上億株真菌中篩選培育出來的 世界獨有的「天曲」，天曲是他汀和硒的複合體。它具有綜合調節血脂、血糖、血壓及保肝、護 肝的作用，與同類產品相比，特別適合中國人的血脂情況而又沒有副作用。這一太空他汀產 品的選培成功，使我國他汀技術研究和產品一舉躋身於世界領先水平。1,2005年8月，福建省水產研究所在我國第21顆返回式科學與試驗衛星上進行無 源與無人操作的帶水系統水產動植物太空育種研究。並在此後的我國第22顆、第23顆返 回式科學與技術試驗衛星和神舟7號載人飛船上繼續進行太空搭載實驗。共開展23種水 產動植物四次太空搭載試驗，並有15個品種成活返回。返回樣本經地面選育，已有5個品 種在水產養殖生產中應用並取得顯著效益。其中，太空鏘魚經六代選育後，獲得了高產卵量 的新品系，已進行規模化生產應用；太空濛古裸腹涵具有繁殖速度快、營養價值高等特點， 做為蝦苗、鏘魚苗餌料，蝦、魚苗成活率分別提高40%和20%以上。以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的 範圍，即依本實用新型專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新 型涵蓋的範圍內。
權利要求一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於它包括一重力變化模擬裝置；一能夠朝重力變化模擬裝置輻射紫外線的紫外線輻射源，它設置在重力變化模擬裝置側邊；一能夠朝重力變化模擬裝置輻射X射線的X射線輻射源，它設置在重力變化模擬裝置側邊；一能夠朝重力變化模擬裝置放射放射線的放射性放射源，它設置在重力變化模擬裝置側邊；及一能夠朝重力變化模擬裝置轟擊離子的離子轟擊機，它設置在重力變化模擬裝置側邊。
2.根據權利要求1所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於所述X射線 輻射源採用電晶體X射線源，所述紫外線輻射源採用電晶體紫外線射線源。
3.根據權利要求1所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於所述放射性 放射源的放射元素為鈷60。
4.根據權利要求1所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於所述重力變 化模擬裝置採用離心機。
5.根據權利要求1所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於所述離子轟 擊機為能夠轟擊出正離子或負離子的離子轟擊機，所述離子轟擊機包括離子源和真空離子 蒸發電場，所述離子源產生的離子通過真空離子蒸發電場加速構成轟擊離子。
6.根據權利要求1所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在於所述離子轟 擊機為能夠轟擊出正離子或負離子的離子轟擊機，所述離子轟擊機包括離子源、蒸餾水源 和高壓電場源，所述離子源產生的離子在蒸餾水源中經高壓電場加速構成轟擊離子。
7.根據權利要求1至6中的任一項所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在 於它還包括一能夠產生交變磁場的交變磁場裝置，它產生的交變磁場作用重力變化模擬裝置。
8.根據權利要求1至6中的任一項所述的一種水產生物航天誘變模擬設備，其特徵在 於所述紫外線輻射源、X射線輻射源、放射性放射源和離子轟擊機分別固設置在重力變化 模擬裝置之四側。
專利摘要本實用新型公開了一種水產生物航天誘變模擬設備，它包括重力變化模擬裝置、紫外線輻射源、X射線輻射源、放射性放射源、離子轟擊機。紫外線輻射源能夠輻射紫外線，紫外線輻射方向朝向重力變化模擬裝置。X射線輻射源能夠輻射X射線，X射線輻射方向朝向重力變化模擬裝置；放射性放射源能夠放射放射線，放射線放射方向朝向重力變化模擬裝置；離子轟擊機能夠轟擊出離子，離子受轟擊朝向重力變化模擬裝置。它具有如下優點實驗員能夠按照所需選擇最佳育種條件，能夠完全對育種對象實施模擬太空環境單一因子或多因子的誘變，克服了背景技術中只能通過太空飛行器將水產生物送入太空中才能進行試驗的不足。
文檔編號A01K61/00GK201758672SQ20102028718
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月10日 優先權日2010年8月10日
發明者楊火盛, 林燕, 鄭樂雲, 郭明忠, 黃培民 申請人:福建省水產研究所