[发明专利]一种远场微波育种方法

说明书

技术领域

本发明属于育种技术领域，具体涉及一种远场微波育种方法。

技术背景

粮食安全对中国这个人口大国的重要性不言而喻，研究农作物育种技术，提高农作物产量，并保障粮食在基因方面对人类的安全性，是当前农业科学领域的一个重大课题。

目前，在我国采用的农作物育种技术主要有5种：杂交、诱变、单倍体、多倍体、基因工程。

杂交技术是利用连续自交，不断选种的方法，使得作物的基因重组，从而得到优化品种。它的缺点在于育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。

诱变技术是利用辐射、化学药物等诱发种子的基因发生突变。缺点在于基因突变的方向不确定，且有利变异较少。

单倍体和多倍体育种均是利用秋水仙素诱使作物染色体变异。相对于杂交技术来说，能够缩短育种时间，但过程繁杂，技术要求高，且一般需要进行多次诱导，并配合杂交技术，才能实现大规模生产。

基因工程育种即使用内切酶和连接酶，直接修改作物的DNA，从而得到具有理想基因的作物种子。转基因食品对人类有无害处目前尚无定论，世界各国均持谨慎态度。

在各种育种方法中，目前太空育种是最有成效且未发现副作用的育种方法。太空育种即将作物活性种子放入太空飞行器，经过发射、太空环境、回收，在地面上进行培育。太空育种对作物增产效果极大，且尚未发现对作物有不良影响，但成本极高，对推广不利。目前，很多学说均将太空育种归属于诱变育种的范围，认为太空环境诱使种子基因发生了有利的突变。

目前诱变育种中的一些方法如：采用核辐射即伽玛射线、X射线、氦氖激光对作物种子进行辐照来获得优化种子。这些方法取得了一定的效果，大部分学说将其归结为电磁辐照引发了种子的基因突变。这些方法诱发的基因突变，方向性不确定，且有利异变少，存在较大的风险性。

目前归属于诱变育种的还有微波辐照育种。现有的微波辐照育种技术，均采用2400-2500MHz、中心波长122mm的微波进行近距离辐照，即采用近场微波，这是由目前2450MHz微波源生产工艺所决定的。例如专利号为03140115.5的《作物微波诱变育种新技术》、专利号为200910147796.2的《种子微波场处理设备》等。近场微波照射距离一般小于50mm。

近场微波无法避免热斑现象，即微波能量在辐照面呈不均匀的斑点状分布。相对其他辐照区域，斑点处的微波辐照强度极高，容易损伤甚至完全杀死活性种子。且微波源距照射对象近，对生产大规模批量育种设备也不利。

现有育种技术在具体增产幅度方面，目前未发现微波辐照育种技术的相关报道，而俄罗斯《自然》月报曾报道：利用氦氖激光照射小麦、黄瓜等作物后，增产达到20％。

综上可知，现有微波辐照育种技术，无法达到大规模批量优化处理活性种子的要求，即无法投入实际农业生产，暂时只能制作实验样品。

发明内容

本发明的目的是提出一种远场微波育种方法，该远场微波育种方法能在不改变作物基因的前提下，显著提高作物的产量，安全性高，具有极大的经济效益和社会效益。

本发明的技术解决方案如下：

一种远场微波育种方法，采用微波对活性种子进行照射处理，所述的微波频率为915±30兆赫，微波源与照射对象即活性种子的距离为：100～500毫米。

微波照射活性种子的时间为：2分钟～2小时。

微波照射活性种子时的照射方式为连续方式和间歇方式。其中间歇方式可以是多种情况，比如周期为55分钟，每一个周期中，连续照射达到45分钟时，停止照射10分钟。

所述的活性种子为根茎类作物、瓜果类作物或稻谷、玉米或小麦的种子。

本发明的技术构思如下：

本发明的构思基于一个新理念或者说是基于一个新的发现：生物对于能量是有记忆性的。能量一经作用于生物体后，生物体对能量即产生一种记忆。即使该种能量消失，生物体仍然会保持对该能量的记忆，这种现象问我们称之为能量记忆效益。植物和动物一样，本身是具有潜能的，但需要外界的激发。能量记忆就是种子潜能的一个很好的激发因素。

我们认为太空育种的成功并非由于太空环境使种子的基因发生了突变，而是在火箭发射、回收的严重超重或失重过程中，巨大的能量的作用，主要是超乎寻常的动、势能的相互转换，使活性种子产生了极大的能量记忆，从而极大激发了种子的潜能，达到了很高的增产幅度。