離子束誘變需要什麼儀器

⑴ ARTP誘變系統的ARTP誘變育種的優勢

與常規的來菌株改造手段相比，ARTP具有自很多獨特的優點：
1、ARTP具有成本低、操作方便等優點。由於沒有很多物理誘變設備（如離子束注入等）所需的離子或電子加速、真空和製冷等附屬設備，ARTP的構造非常精巧，易於運輸，且操作簡便。
2、和傳統的誘變方法相比，ARTP對遺傳物質的損傷機制多樣，因而獲得突變型的多樣性的可能性增大，這使得ARTP在應對代謝網路復雜的微生物的誘變育種時，顯示出獨特的優勢。
3、ARTP對環境無污染，保證操作者的人身安全。無論用何種氣體放電，其均無有害氣體產生；另外，無論用何種氣體放電，其放電過程中沒有核的聚變和裂變等反應，存在的僅是從幾十納米波長，到紫外線，到可見光甚至更強的光線產生。這種長波的光線與輻射射線不同，其對身體損傷較小。

⑵ 人工誘變手段有哪兩大類

物理誘變有電離輻射紫外光照射等，近年還發展了離子束注入誘變以及用航天器搭載材料，接受太空輻射和微重力誘導的空間誘變育種(spacemutationbreeding)化學誘變使用各種化學誘變劑，例如用甲基磺酸乙酯(EMS)磺酸二乙酯(DES)等電離輻射易引起染色體畸變，而化學誘變劑多引起點突變當前應用最廣泛的是60Co-γ射線誘變，其他手段如熱中子和快中子輻照激光處理以及化學誘變劑等也有應用應根據誘變目標設備條件和植物材料種類來選用誘變方法誘變劑量依植物材料和病害的種類不同，為了防止產生多種不需要的變異，給篩選和育種造成困難，誘變處理應採用中等劑量或低劑量抗病突變率較低，處理當代(M1)的個體數要多一些

誘變處理的材料，大部分的變異分離發生在M2代，可從M2代開始篩選據測定，M2代抗病突變體出現的頻率很低，大致為10-5~10-4或更低，因此M2代應有足夠大的群體有時，誘變處理的M1代發生隱性突變或微突變，M2代尚未修正和復原，往往需由M3代開始接種鑒定和選擇

按照植物材料和病害種類不同，可在室內或田間病圃接種條件下進行抗病性鑒選抗病突變體篩選還可結合採用多種快速離體鑒選方法例如，黑龍江省農業科學院作物育種研究所用輻射誘變與毒素篩選相結合的方法，選育抗根腐病的春小麥新種質(孫光祖等，1998)早秈浙9248水稻經衛星搭載誘變處理，當代植株的性狀均沒有明顯的變化，SP2代(M2代)的農藝性狀和抗病性出現了較大的分離，在病區經多代篩選，育成了突變體浙101，高抗稻瘟病，兼抗白葉枯病(嚴文潮等，2004)

篩選到的抗病突變體，少數綜合性狀優異而抗病性有顯著提高的，可以直接用於生產，大部分突變體用作抗源，進行常規雜交育種

⑶ 誘變育種常用的方法有

誘變育種：是用物理或化學的誘變劑使誘變對象內的遺傳物質（DNA）的分子結構發生改變， 引起性狀變異並通過篩選獲得符合要求的變異菌株的一種育種方法。

物理方法：射線（紫外線、X光線、Y射線，中子線），激光微束，離子束，微波，超聲波，熱力等
化學誘變常用方法：浸漬法、塗抹法、滴液法、注射法、施入法和熏蒸法。化學誘變劑（鹼基類似物、烷化劑，移碼誘變劑，硫酸二乙酯（DFS）、5-溴尿嘧 啶（5－BU）、氮芥（Nm）、N'廣甲基N'亞硝基胍（NTG））。

生物方法：空間條件處理誘變，病原微生物誘變，轉基因誘變

秋水仙素是從百合科植物秋水仙（Colchicum autumnale）的根、莖、種子等器官中提煉出來的一種葯劑，分子式為C22H25O6N。積水仙素是淡黃色粉末，純品是針狀無色結晶性，性極毒，融點為155℃，易溶於水、酒料、氯仿和甲醛中，不易溶解於乙醚、苯。
秋水仙素能抑制細胞分裂時紡錘絲的形成，使已正常分離的染色體不能拉向兩極，同時秋水仙素又抑制細胞板的形成，使細胞有絲分裂停頓在分裂中期。由於它並不影響染色體的復制，因而造成加倍後的染色體仍處於一個細胞中，導致形成多倍體。處理過後，如用清水洗凈秋水仙素的殘液，細胞分裂仍可恢復正常。
人工誘導多倍體常用秋水仙素的水溶液。配製方法為，將秋水仙素直接溶於冷水中，或先將其溶於少量酒精中，再加冷水。配製好的溶液應放入棕色玻璃瓶內保存，且保存時應置於暗處，避免陽光直射，此外瓶蓋應擰緊，以減少與空氣的接觸，避免造成葯效損失。
3．秋水仙素的濃度與處理時間
秋水仙素溶液的濃度及處理時間的長短是誘導多倍體成功的關鍵因素。一般秋水仙素處理的有效濃度有0.0006%～1.6%，比較適宜的濃度為0.2%～0.4%。處理時間長短與所用秋水仙素的濃度有密切關系，一般濃度俞大，處理時間則要愈短，相反則可適當延長。多數實驗表明，濃度大，處理時間短的效果比濃度小，處理時間長要好。但處理時間一般不應小於24小時或以處理細胞分裂的1～2個周期為原則。
由於不同植物，不同器官或組織在一定條件下對秋水仙素的反應不同，因此，須根據不同情況來掌握處理的濃度和時間。例如，東北林業大學張敩方等人用白花類型金魚草種子進行多倍體誘變，採用濃度0.3%～0.5%的秋水仙素處理24小時誘變效果較好。另有實驗表明，處理矮牽牛種子的適宜濃度為0.01%～0.1%，以0.05%處理時間24小時效果最佳。在不同器官方面，處理種子的濃度可稍高些，持續時間可稍長（一般為24～48小時）；處理幼苗時，濃度應低些，處理時間可稍短點；植物幼根對秋水仙素比較敏感，極易受損害，因此，對根處理時應採用秋水仙素溶液與清水交替間歇的方法較好。
秋水仙素溶液只是影響正在分裂的細胞，對於處於其他狀態的細胞不起作用。因此，對植物材料處理的適宜時期是種子（干種子或萌動種子）、幼苗、幼根與莖的生長點、球莖與球根的萌動芽等。如果處理材料的發育階段較晚，被誘導的植株易出現嵌合體。

4．秋水仙素處理的方法
（1）浸漬法
此法適合於處理種子，枝條盆栽小苗的莖段生長點。
一般，選干種子或萌動種子，將它們放於培養器內，再倒入一定濃度的秋水仙素溶液，溶液量為淹沒種子的2/3為宜。處理時間多為24小時，濃度0.2%～1.6%。浸漬時間不能太長，一般不超過6天，以免影響根的生長。最好是在發根以前處理完畢。處理完後應及時用清水洗凈殘液，再將種子播種或沙培。對於百合類植物，常采二倍體鱗片浸於0.05%～0.1%的秋水仙素溶液，處理1～3小時後洗凈扦插。唐菖蒲實生小球也可用浸漬法促使染色體加倍。
盆栽幼苗，處理時將盆倒置，使幼苗頂端生長點浸入秋水仙素溶液內，以生長點全部浸沒為度。對於組織培養試管苗也可採用浸漬法處理，只是處理時須用紗布或濕濾紙覆蓋根部，處理時間因材料可從幾個小到幾天。對插條，一般處理1～2天。
（2）滴定法
用滴管將秋水仙素水溶液滴在子葉、幼苗的生長點上（即頂芽或側芽部位）。一般6～8小時滴一次，若氣候乾燥，蒸發快，中間可加滴溜餾水一次，如此反復處理一至數日，使溶液透過表皮滲入組織內起作用。若水滴難以停留在芽處，則可用棉球包裹幼芽，再滴芽液處理。此法與浸種法相比，可避免植株根系受到傷害，也比較節省葯液。
（3）毛細管法
將植株的頂芽、腋芽用脫脂棉或紗布包裹後，將脫脂棉與紗布的另一端浸在盛有秋水仙素溶液的小瓶中，小瓶置於植株近旁，利用毛細管吸水作用逐漸把芽浸透，此法一般多用於大植株上芽的處理。
（4）塗抹法
將秋水仙素乳劑塗抹在牙上或梢端，隔一段時間再將乳劑洗去。
（5）套罩法
保留新梢頂芽，除去牙下數葉，套上一個膠囊。內盛0.65%的瓊脂加適量秋水仙素，經24小時即可除去膠囊。
（6）注射法
採用微量注射器將一定濃度的秋水仙素溶液注入植株頂芽或側芽中。
（7）復合處理法
據日本山川邦夫（1973年）報道，將好望角苣苔屬（Streptocarpus，屬苦苣苔科植物）中的一些種用秋水仙素處理11天，又用 0.04～0.05Gy（4～5rad）的X射線照射，可提高染色體加倍植株的出現率達到60%。而單獨用秋水仙素處理時為30%。採用復合處理法還獲得了兩株八倍體。

5．秋水仙素誘導多倍體需注意的事項
（1）幼苗生長點的處理愈早愈好，獲得全株四倍性細胞的數目就愈多，處理時間愈晚，則大多是混雜的嵌合體。
（2）植物組織經秋水仙素處理後，在生長上會受到一定影響，如果外界條件對它生長不適宜，也會使試驗失敗，要注意培育、管理。對形成嵌合體的可採用摘頂、分離繁殖、細胞培養等方法。
（3）處理期間，注意處理時的室溫，當溫度較高時，處理濃度應低一些，處理時間要短些；相反，當室溫較低時，處理濃度應高些，處理時間應長點。
（4）誘導多倍體時，處理的植物材料應選二倍體類型，且生長發育處理幼苗期，材料數量上應盡量多數，以便選擇有利變異。
（5）處理完後，須用清水沖洗干凈，以避免殘留葯液繼續使染色體加倍，從而對植株造成傷害。
（6）秋水仙素屬劇毒物質，配製和使用時，一定要注意安全，避免秋水仙素粉末在空中飛揚，以免誤入呼吸道內；也不可觸及皮膚。可先配成較高濃度溶液，保存於棕色瓶中，蓋緊蓋子，放於黑暗處，用時再稀釋。

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1、Microbiological
Implications
of
Periurban
Agriculture
and
Water
Reuse
in
Mexico
City
Plos
One
影響因子：4.351
網頁地址：
pdf格式：;jsessionid=.ambra01?uri=info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0002305&representation=PDF
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2011-11-12
1:04:35

⑸ 誘變的物理誘變

物理誘變劑主要有紫外線，X—射線，γ-射線，快中子，激光，微波，離子束等。 常壓室溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的簡稱，（縮寫為ARTP）能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。按照熱力學平衡狀態，等離子體可分為三種：完全熱力學平衡等離子體（也稱高溫等離子體，其電子溫度（Te）、離子溫度（Ti）和中性粒子溫度（Tn）完全一致），局部熱力學平衡等離子體（也稱熱等離子體，Te≈Ti≈Tn=3×10~3×10），以及非熱力學平衡等離子體（也稱冷等離子體，其Te≥Ti，Ti≈Tn）。
大氣壓輝光放電（Atmospheric Pressure Glow Discharge，APGD）是一個被廣泛使用的、用來描述大氣壓條件下各種氣體放電冷等離子體的總稱。在各種大氣壓非平衡放電等離子體源中，採用裸露金屬電極結構的大氣壓射頻輝光放電（Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharge，RF APGD）等離子體源是近幾年提出的一種新的大氣壓輝光放電冷等離子體源。為了從生物技術應用的角度突出這種等離子體源的特點，採用常壓室溫等離子體即ARTP來代表這種RF APGD等離子體源。
科學研究表明，等離子體中的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/ 膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，進而使微生物基因序列及其代謝網路顯著變化，最終導致微生物產生突變。與傳統誘變方法相比，採用ARTP能夠有效造成DNA多樣性的損傷，突變率高，並易獲得遺傳穩定性良好的突變株；
ARTP是常壓室溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的簡稱，能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。

⑹ 誘變劑的化學誘變劑

常壓室溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的簡稱，能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。按照熱力學平衡狀態，等離子體可分為三種：完全熱力學平衡等離子體（也稱高溫等離子體，其電子溫度（Te）、離子溫度（Ti）和中性粒子溫度（Tn）完全一致），局部熱力學平衡等離子體（也稱熱等離子體，Te≈Ti≈Tn=3×10~3×10），以及非熱力學平衡等離子體（也稱冷等離子體，其Te≥Ti，Ti≈Tn）。
大氣壓輝光放電（Atmospheric Pressure Glow Discharge，APGD）是一個被廣泛使用的、用來描述大氣壓條件下各種氣體放電冷等離子體的總稱。在各種大氣壓非平衡放電等離子體源中，採用裸露金屬電極結構的大氣壓射頻輝光放電（Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharge，RF APGD）等離子體源是近幾年提出的一種新的大氣壓輝光放電冷等離子體源。為了從生物技術應用的角度突出這種等離子體源的特點，採用常壓室溫等離子體即ARTP來代表這種RF APGD等離子體源。
科學研究表明，等離子體中的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/ 膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，進而使微生物基因序列及其代謝網路顯著變化，最終導致微生物產生突變。與傳統誘變方法相比，採用ARTP能夠有效造成DNA多樣性的損傷，突變率高，並易獲得遺傳穩定性良好的突變株； 離子注入是20世紀80年代初興起的一項高新技術，主要用於金屬材料表面的改性。1986年以來逐漸用於農作物育種，近年來在微生物育種中逐漸引入該技術。離子注入誘變是利用離子注入設備產生高能離子束（40~60keV）並注入生物體引起遺傳物質的永久改變，然後從變異菌株中選育優良菌株的方法。離子束對生物體有能量沉積（即注入的離子與生物體大分子發生一系列碰撞並逐步失去能量，而生物大分子逐步獲得能量進而發生鍵斷裂、原子被擊出位、生物大分子留下斷鍵或缺陷的過程）和質量沉積（即注入的離子與生物大分子形成新的分子）雙重作用，從而使生物體產生死亡、自由基間接損傷、染色體重復、易位、倒位或使DNA分子斷裂、鹼基缺失等多種生物學效應。因此，離子注入誘變可得到較高的突變率，且突變譜廣，死亡率低，正突變率高，性狀穩定。

⑺ 微生物育種的誘變育種

1.1物理誘變
1.1.1紫外照射
紫外線照射是常用的物理誘變方法之一，是誘發微生物突變的一種非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外輻射是最有效的致死劑。紫外輻射的作用已有多種解釋，但比較確定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚體[1]。二聚體的形成會阻礙鹼基間正常配對，所以可能導致突變甚至死亡[2]。
紫外照射誘變操作簡單，經濟實惠，一般實驗室條件都可以達到，且出現正突變的幾率較高，酵母菌株的誘變大多採用這種方法。
1.1.2電離輻射
γ- 射線是電離生物學上應用最廣泛的電離射線之一，具有很高的能量，能產生電離作用,可直接或間接地改變DNA 結構。其直接效應是可以氧化脫氧核糖的鹼基，或者脫氧核糖的化學鍵和糖- 磷酸相連接的化學鍵。其間接效應是能使水或有機分子產生自由基，這些自由基可以與細胞中的溶質分子發生化學變化，導致DNA 分缺失和損傷[2]。
除γ- 射線外的電離輻射還有X- 射線、β- 射線和快中子等。電離輻射有一定的局限性，操作要求較高，且有一定的危險性，通常用於不能使用其他誘變劑的誘變育種過程。
1.1.3離子注入
離子注入是20 世紀80 年代初興起的一項高新技術，主要用於金屬材料表面的改性。1986 年以來逐漸用於農作物育種，近年來在微生物育種中逐漸引入該技術[3]。
離子注入時，生物分子吸收能量，並且引起復雜的物理和化學上的變化，這些變化的中間體是各類活性自由基。這些自由基，可以引起其它正常生物分子的損傷，可使細胞中的染色體突變，DNA 鏈斷裂，也可使質粒DNA 造成斷裂。由於離子注入射程具有可控性，隨著微束技術和精確定位技術的發展，定位誘變將成為可能[4]。
離子注入法進行微生物誘變育種，一般實驗室條件難以達到，目前應用相對較少。
1.1.4 激光
激光是一種光量子流，又稱光微粒。激光輻射可以通過產生光、熱、壓力和電磁場效應的綜合應用，直接或間接地影響有機體，引起細胞染色體畸變效應、酶的激活或鈍化，以及細胞分裂和細胞代謝活動的改變。光量子對細胞內含物中的任何物質一旦發生作用，都可能導致生物有機體在細胞學和遺傳學特性上發生變異。不同種類的激光輻射生物有機體，所表現出的細胞學和遺傳學變化也不同[5]。
激光作為一種育種方法，具有操作簡單、使用安全等優點，近年來應用於微生物育種中取得不少進展。
1.1.5 微波
微波輻射屬於一種低能電磁輻射，具有較強生物效應的頻率范圍在300MHz~300GHz，對生物體具有熱效應和非熱效應。其熱效應是指它能引起生物體局部溫度上升。從而引起生理生化反應；非熱效應指在微波作用下，生物體會產生非溫度關聯的各種生理生化反應。在這兩種效應的綜合作用下，生物體會產生一系列突變效應[6]。
因而,微波也被用於多個領域的誘變育種，如農作物育種、禽獸育種和工業微生物育種，並取得了一定成果。
1.1.6 航天育種
航天育種，也稱空間誘變育種，是利用高空氣球、返回式衛星、飛船等航天器將作物種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，利用宇宙空間特殊的環境使生物基因產生變異，再返回地面進行選育，培育新品種、新材料的作物育種新技術。空間環境因素主要有微重力，空間輻射，以及其它誘變因素如交變磁場，超真空環境等，這些因素交互作用導致生物系統遺傳物的損傷，使生物發生諸如突變、染色體畸變、細胞失活、發育異常等。
航天育種較其它育種方法特殊，是航天技術與微生物育種技術的有機結合，技術含量高，成本高，個體研究者或一般研究單位都難以實現，只能與航天技術相結合，由國家來完成。
1.1.7 常壓室溫等離子體誘變育種
常壓低溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）簡稱為ARTP，指能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。ARTP技術作為一種新型的物理方法，在微生物誘變育種領域有著廣闊的應用前景。
等離子體中適當劑量的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，菌株出現遺傳物質損傷後，微生物啟動SOS修復機制，其誘導產生DNA聚合酶Ⅳ和V，它們不具有3ˊ核酸外切酶校正功能，於是在DNA鏈的損傷部位即使出現不配對鹼基，復制仍能繼續前進。在此情況下允許錯配可增加存活的機會。ARTP對遺傳物質造成的損傷，多樣性較高；又SOS誘導修復本身為容錯性修復，因此，ARTP多樣性的損傷將可能在修復過程中包容於DNA鏈中，在微生物進行復制修復時，其可能帶來多樣性的錯配可能。
ARTP應用於微生物突變育種，成本低、操作方便，沒有很多物理誘變設備（如離子束注入等）所需的離子或電子加速、真空和製冷等附屬設備；ARTP對遺傳物質的損傷機制多樣，具有較高的正突變率，突變性能多樣，對於真菌、細菌、藻類等都有效果；ARTP對環境無污染，保證操作者的人身安全，無論用何種氣體放電，其均無有害氣體產生。

⑻ artp給細胞基因組造成哪些損傷

名詞解釋
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ARTP是常壓室溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）的簡稱，能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。為了從生物技術應用的角度突出這種等離子體源的特點，採用常壓室溫等離子體即ARTP來代表這種RF APGD等離子體源。

ARTP的生物領域應用
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ARTP在生物領域的應用有如下優點：

1、ARTP本身的溫度低、活性粒子濃度高且種類多樣；

2、ARTP放電形式多樣，可以針對需求製成各種不同形式的處理裝置，如可以使用管狀的放電區，深入組織內部，或者製成表面的處理裝置；

3、ARTP設備簡單、操作簡易、運行成本低廉；

4、ARTP本身對環境無污染和危害。

由於ARTP上述特性，最近幾年其在微生物誘變育種及生物醫學領域中已經引起人們越來越多的注意，已經成為當前一個相當活躍的交叉學科研究領域。此外，研究發現等離子體可以在與生物組織或者細胞之間發生復雜而可控的生化過程，如催化、診斷、激發反應等。等離子體的化學特性也可以通過處理材料表面，改變材料特性而應用於生物醫學領域。等離子體表面處理因其優良的性能，如高純性、無菌性以及表面的多樣性等，得到越來越廣泛的應用。

ARTP微生物突變育種技術
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科學研究表明，等離子體中的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/

膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，進而使微生物基因序列及其代謝網路顯著變化，最終導致微生物產生突變。與傳統誘變方法相比，採用ARTP能夠有效造成DNA多樣性的損傷，突變率高，並易獲得遺傳穩定性良好的突變株；與分子操作手段相比，ARTP進行微生物誘變育種具有操作簡便、成本低、無有毒有害物質參與誘變過程等優點。思清源生物科技有限公司聯合清華大學化工系和工物系依據此原理，結合工程學原理，共同開發了ARTP誘變系統，製造了一種簡單易用、安全高效的微生物誘變育種機。

誘變機理
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採用氦氣為工作氣體的常壓室溫等離子體源中含有多種化學活性粒子成分，如OH、氮分子二正系統、氮分子一負系統、激發態氦原子、氫原子和氧原子等。ARTP富含的活性能量粒子對菌株/植株/細胞等的遺傳物質造成損傷，並誘發生物細胞啟動SOS修復機制。SOS修復過程為一種高容錯率修復，因此修復過程中會產生種類豐富的錯配位點，並最終穩定遺傳進而形成突變株。SOS修復強度，和DNA受損傷的程度有很大關聯。由umu-test方法可知，ARTP對生物的遺傳物質損傷效果明顯、損傷機制豐富、尤其是對於染色體等真核生物的遺傳物質均有很強的損傷效果；因而ARTP較其他誘變方法顯示出更高效的突變性能、更廣譜的適用范圍。經基因組測序得知，經ARTP誘變處理獲得的突變株，具有更豐富的基因突變位點。

ARTP誘變育種的優勢
編輯

與常規的菌株改造手段相比，ARTP具有很多獨特的優點：

1、ARTP具有成本低、操作方便等優點。由於沒有很多物理誘變設備（如離子束注入等）所需的離子或電子加速、真空和製冷等附屬設備，ARTP的構造非常精巧，易於運輸，且操作簡便。

2、和傳統的誘變方法相比，ARTP對遺傳物質的損傷機制多樣，因而獲得突變型的多樣性的可能性增大，這使得ARTP在應對代謝網路復雜的微生物的誘變育種時，顯示出獨特的優勢。

3、ARTP對環境無污染，保證操作者的人身安全。無論用何種氣體放電，其均無有害氣體產生；另外，無論用何種氣體放電，其放電過程中沒有核的聚變和裂變等反應，存在的僅是從幾十納米波長，到紫外線，到可見光甚至更強的光線產生。這種長波的光線與輻射射線不同，其對身體損傷較小。[1]

⑼ 什麼是物理誘變

用物理因子使基因發生突變的過程。
物理誘變劑主要有紫外線，X—射線，γ-射線，快中子，激光，微波，離子束等。
1紫外線
我們知道，DNA和RNA的嘌呤和嘧啶有很強的紫外光吸收能力,最大的吸收峰在260nm，因此波長260nm的紫外輻射是最有效的誘變劑.對於紫外線的作用已有多種解釋,但研究的比較清楚的一個作用是使DNA分子形成嘧啶二聚體,即兩個相鄰的嘧啶共價連接，二聚體出現會減弱雙鍵間氫鍵的作用,並引起雙鏈結構扭曲變形,阻礙鹼基間的正常配對,從而有可能引起突變或死亡.另外二聚體的形成,會妨礙雙鏈的解開,因而影響DNA的復制和轉錄.總之紫外輻射可以引起鹼基轉換、顛換、移碼突變或缺失等[1]。
2γ-射線
γ-射線屬於電離輻射,是電磁波.一般具有很高的能量,能產生電離作用,因而能直接或間接地改變DNA結構.其直接效應是,脫氧核糖的鹼基發生氧化,或脫氧核糖的化學鍵和糖-磷酸相連接的化學鍵斷裂,使得DNA的單鏈或雙鏈鍵斷裂.其間接效應是電離輻射使水或有機分子產生自由基,這些自由基與細胞中的溶質分子起作用,發生化學變化,作用於DNA分子而引起缺失和損傷.此外,電離輻射還能引起染色體畸變,發生染色體斷裂,形成染色體結構的缺失、易位和倒位等[2].
3激光
激光在微生物誘變育種方面的研究與開發應用比較晚。激光誘變育種技術研究始於20世紀60年代,經過世界各國40多年的開發應用研究,不僅證明激光和普通光在本質上都是電磁波,它們發光的微觀機制都與組成發光物質的原子、分子能量狀態和變化密切相關。激光是一種與自然光不同的輻射光,它具有能量高度集中、顏色單一、方向性好、定向性強等特性。激光通過光效應、熱效應和電磁效應的綜合作用,能使生物的染色體斷裂或形成片斷,甚至易位和基因重組[3]。
4微波
微波輻射屬於一種低能電磁輻射,具有較強生物效應的頻率范圍在300MHz~300GHz,對生物體具有熱效應和非熱效應。其熱效應是指它能引起生物體局部溫度上升,從而引起生理生化反應;非熱效應指在微波作用下,生物體會產生非溫度關聯的各種生理生化反應。在這兩種效應的綜合作用下,生物體會產生一系列突變效應。因而,微波也被用於多個領域的誘變育種,如農作物育種、禽獸育種和工業微生物育種,並取得了一定成果[4]。
5離子束
離子注入是20世紀80年代初興起的一項高新技術,主要用於金屬材料表面的改性。1986年以來逐漸用於農作物育種,近年來在微生物育種中逐漸引入該技術。離子注入誘變是利用離子注入設備產生高能離子束(40~60keV)並注入生物體引起遺傳物質的永久改變,然後從變異菌株中選育優良菌株的方法。離子束對生物體有能量沉積(即注入的離子與生物體大分子發生一系列碰撞並逐步失去能量,而生物大分子逐步獲得能量進而發生鍵斷裂、原子被擊出位、生物大分子留下斷鍵或缺陷的過程)和質量沉積(即注入的離子與生物大分子形成新的分子)雙重作用,從而使生物體產生死亡、自由基間接損傷、染色體重復、易位、倒位或使DNA分子斷裂、鹼基缺失等多種生物學效應。因此,離子注入誘變可得到較高的突變率,且突變譜廣,死亡率低,正突變率高,性狀穩定[5]。

⑽ 常用的物理誘變因子有哪些

物理誘變
物理誘變劑主要有紫外線，X—射線，γ-射線，快中子，激光，微波，離子束等。
1紫外線
我們知道，DNA和RNA的嘌呤和嘧啶有很強的紫外光吸收能力,最大的吸收峰在260nm，因此波長260nm的紫外輻射是最有效的誘變劑.對於紫外線的作用已有多種解釋,但研究的比較清楚的一個作用是使DNA分子形成嘧啶二聚體,即兩個相鄰的嘧啶共價連接，二聚體出現會減弱雙鍵間氫鍵的作用,並引起雙鏈結構扭曲變形,阻礙鹼基間的正常配對,從而有可能引起突變或死亡.另外二聚體的形成,會妨礙雙鏈的解開,因而影響DNA的復制和轉錄.總之紫外輻射可以引起鹼基轉換、顛換、移碼突變或缺失等[1]。
2γ-射線
γ-射線屬於電離輻射,是電磁波.一般具有很高的能量,能產生電離作用,因而能直接或間接地改變DNA結構.其直接效應是,脫氧核糖的鹼基發生氧化,或脫氧核糖的化學鍵和糖-磷酸相連接的化學鍵斷裂,使得DNA的單鏈或雙鏈鍵斷裂.其間接效應是電離輻射使水或有機分子產生自由基,這些自由基與細胞中的溶質分子起作用,發生化學變化,作用於DNA分子而引起缺失和損傷.此外,電離輻射還能引起染色體畸變,發生染色體斷裂,形成染色體結構的缺失、易位和倒位等[2].
3激光
激光在微生物誘變育種方面的研究與開發應用比較晚。激光誘變育種技術研究始於20世紀60年代,經過世界各國40多年的開發應用研究,不僅證明激光和普通光在本質上都是電磁波,它們發光的微觀機制都與組成發光物質的原子、分子能量狀態和變化密切相關。激光是一種與自然光不同的輻射光,它具有能量高度集中、顏色單一、方向性好、定向性強等特性。激光通過光效應、熱效應和電磁效應的綜合作用,能使生物的染色體斷裂或形成片斷,甚至易位和基因重組[3]。
4微波
微波輻射屬於一種低能電磁輻射,具有較強生物效應的頻率范圍在300MHz~300GHz,對生物體具有熱效應和非熱效應。其熱效應是指它能引起生物體局部溫度上升,從而引起生理生化反應;非熱效應指在微波作用下,生物體會產生非溫度關聯的各種生理生化反應。在這兩種效應的綜合作用下,生物體會產生一系列突變效應。因而,微波也被用於多個領域的誘變育種,如農作物育種、禽獸育種和工業微生物育種,並取得了一定成果[4]。
5離子束
離子注入是20世紀80年代初興起的一項高新技術,主要用於金屬材料表面的改性。1986年以來逐漸用於農作物育種,近年來在微生物育種中逐漸引入該技術。離子注入誘變是利用離子注入設備產生高能離子束(40~60keV)並注入生物體引起遺傳物質的永久改變,然後從變異菌株中選育優良菌株的方法。離子束對生物體有能量沉積(即注入的離子與生物體大分子發生一系列碰撞並逐步失去能量,而生物大分子逐步獲得能量進而發生鍵斷裂、原子被擊出位、生物大分子留下斷鍵或缺陷的過程)和質量沉積(即注入的離子與生物大分子形成新的分子)雙重作用,從而使生物體產生死亡、自由基間接損傷、染色體重復、易位、倒位或使DNA分子斷裂、鹼基缺失等多種生物學效應。因此,離子注入誘變可得到較高的突變率,且突變譜廣,死亡率低,正突變率高,性狀穩定[5]。