重离子诱变微生物育种的研究进展

近年来,重离子束作为一种新的辐射诱变源在微生物育种领域已多有应用。与传统的辐照源相比,重离子束具有更高的传能线密度,可以产生更强的辐射损伤生物效应,因此突变效率高。本文综述了近年来重离子诱变在微生物育种中取得的进展、诱变后突变体菌株的筛选策略、重离子束引起微生物遗传物质改变的直接和间接机制以及突变后的修复机理,并对其在微生物育种中存在的问题进行了探讨。     

药用微生物辐照诱变研究进展

常规的诱变育种方法主要是利用紫外线、激光、γ射线、中子等对微生物药物菌种进行辐照诱变,效果显著。离子束辐照微生物诱变育种在离子束生物学效应的研究中起步较晚,但其作为一种集物理诱变和化学诱变为一体的诱变育种新方法,将在辐照诱变育种中发挥重要作用。本文综述了近年来微生物药物研究与开发的动态,简要叙述微生物菌种选育的辐照诱变效应、作用机制及其在实践中的应用。     

辐射诱变创制水稻新种质研究进展及浙粳99突变体库的建立

辐射诱变育种所需年限短、变异率高、后代性状稳定快,在作物遗传育种中已广泛应用。本文统计了我国近10年来利用辐射诱变技术培育的在生产应用上发挥重要作用的部分优良新品种18个,说明通过辐射诱变可加速水稻变异,丰富水稻遗传图谱,为培育高产、优质、抗病水稻新品种提供更多类型种质资源。此外总结了利用辐射诱变获得的各种类型突变,包括茎秆突变体如高秆、矮秆、粗秆、茎扭曲等;叶部性状突变体如叶色、叶长、条纹、叶斑等;穗部性状突变体如穗型、穗色、籽粒大小、籽粒形状等;生理性状相关突变体如早衰、不育、晚熟、不抽穗等。系统介绍了产量相关突变体、茎秆相关突变体、叶形相关突变体、穗部相关突变体、抗性相关突变体和稻米品质突变体等各类水稻突变体及其基因定位、作用机理研究进展,并通过辐射技术诱变浙粳99水稻种子,初步研究了获得的多种类型突变体,进行了相关表型分析,为水稻功能基因克隆奠定了基础,同时为水稻育种提供了优异种质资源。     

重离子的辐射生物效应及其在生命科学中的应用

重离子是指重于元素周期表中2号元素氦并被电离的粒子。高能重离子因在其穿透物质的径迹上产生很强的局部电离,与传统的光子辐射(如X、γ射线)相比,会诱导更严重的辐射损伤生物效应。目前的机理研究显示,重离子辐射造成细胞DNA局部一到两个螺旋内出现多类型、多数量的损伤,即DNA团簇损伤。这种复杂的损伤影响DNA修复酶与DNA片段结合,进而影响修复,导致细胞死亡或产生不正确修复(即突变)。重离子辐射易引起突变的特征在植物与微生物诱变育种方面得到青睐。此外,重离子的细胞杀伤作用大,而且重离子具有倒转的剂量分布优势,将其用于癌症治疗,可使深部区域肿瘤细胞因高剂量辐射而被有效杀灭,而对周围组织因低剂量分布、相对危害较小,能实现精确靶向治疗,这被认为是最有前景的肿瘤放疗技术。对由重离子造成的DNA团簇损伤及其修复机制,以及两个重要修复途径的研究进展,进行了总结与深入分析。此外,我们还对重离子在辐射诱变育种和肿瘤治疗方面的应用进行了概要介绍,以期为从事重离子辐射生物学研究的人员理解DNA团簇损伤与修复机制及未来研究方向提供参考,促进对重离子辐射危害的评估与防护策略的建立、及其在生命科学中的良好应用。     

藻类诱变育种技术研究进展

藻类诱变育种技术是指利用物理和化学因素诱发藻体产生遗传变异,在短时期内获得有价值的突变体的育种方法。藻类是水生生态系统中主要的初级生产者,与人类生活及经济发展有着密切的关系,是发展"蓝色农业"的基础。诱变育种已经成为提高藻类育种效率,获得新种质的一个重要手段,广泛应用在生物活性物质含量高的微藻、生物能源微藻及一些大型的经济海藻中。在藻类育种中常用的诱变技术主要包括物理和化学诱变技术。物理诱变辐射源包括紫外线、γ射线、重离子束及常压室温等离子体等,化学诱变剂主要包括甲基磺酸乙酯和亚硝基胍等。主要介绍了上述诱变技术的诱变机理和生物学效应,总结了诱变技术在藻类育种中的研究进展及应用前景,以期推动藻类诱变育种的发展。     

三种辐射源对耐辐射微球菌作用机理的比较研究

三种辐射源对耐辐射微球菌作用机理的比较研究宋道军余增亮（中国科学院等离子体物理研究所离子束生物工程研究中心合肥２３００３１八十年代中期创立于我国的低能重离子生物学，研究已证实注入离子对植物和微生物均有良好的诱变效应［１－４］。离子注入生物体集能量沉积...     

封面故事

<正>电离辐射可以引起多种辐射生物学效应,已经被广泛应用于微生物的诱变育种。但是,目前人们关于电离辐射对微生物的作用机理及具体过程还认识有限。近年来,光谱技术已经逐步被用于微生物体细胞结构和组分的研究,其中,傅里叶变换红外光谱因为具有简单、快速、低廉、无损检测等优点,已成为一种强有力的生物分析检测技术,利     

小麦诱发突变技术育种研究进展

诱发突变育种技术是利用射线、离子、中子等物理辐射因素及空间环境诱变种子或植物离体组织,获得有益突变体,缩短育种周期的育种技术。据国际诱变育成品种数据库的不完全统计,截至2016年5月,世界上60多个国家在214种植物上诱变了超过3 200个正式发布的突变品种,21个国家诱变了254个小麦突变体,其中我国诱变小麦164个,占总量超过64%而位居世界第一。综述了诱变技术在小麦育种方面的成就,概述了获得的小麦农艺性状、产量、品质等性状突变,并对今后小麦诱变育种的目标及方法进行了展望。以期为小麦诱变育种的进一步发展提供借鉴,促进现代物理农业的应用及发展。     

植物诱变技术的研究进展

植物诱变技术是指利用外界因素加快物种遗传变异,在短期内获得有利用价值的突变体,为培育新种质、新品种及基因功能的研究等创造条件。相对于自然的选择,诱变技术具有高频率、广突变、周期短等特性。主要论述了常用的化学诱变、物理诱变、空间诱变和生物诱变等诱变手段,并详细介绍了上述诱变技术的诱变机理、生物学效应、常用的诱变方式及其在植物应用中的研究现状。针对现行各种诱变技术的不足提出了今后努力的方向。     

常压室温等离子体技术在微生物诱变中的应用进展

微生物是人类赖以生存的重要资源,为提高微生物的生产效率或者赋予其新的生物学功能,需要通过理化方法进行诱变或通过分子生物学技术对其进行定点突变。在目前的理化诱变方法中,常压室温等离子（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）诱变技术具有操作简单、条件温和、安全性高、诱变快速等优点,成为倍受青睐的新方法。基于此,综述了ARTP诱变技术的原理及其在微生物诱变育种方面的应用,以期为选育性能优越的微生物菌种的诱变育种相关研究提供借鉴。     

辐射诱变技术在农业育种中的应用与探析

辐射诱变育种是在人工控制的条件下,利用中子、质子或者射线等物理辐射诱变因素对种子进行辐照,诱发其染色体的数量、结构和行为变异,从而得到可供利用的突变体,并在此基础上进一步培育出新的种质资源的一种新兴的育种技术.本文以水稻、小麦、大豆、花卉和林木等材料所做的辐照试验为依托,综述了国内外在辐射诱变育种方面所取得的成就,分析了该技术的作用机理、特点、优势、适用范围及其发展历程,并对其发展方向和应用前景做出了展望.其主旨在于提高人们对辐射诱变育种技术在农业生产中应用的价值、意义及其前景的认识,并为该技术的进一步发展和应用提供参考与借鉴,以期促进现代化物理农业工程的发展和应用,提高人民的生活水平与质量.     

^60Coγ射线辐射大杯香菇诱变效应的主成分分析

采用主成分分析法对60Coγ射线辐射大杯香菇的诱变效应进行了研究.从10项性状指标中提取出5个诱变效应主成分,累积方差贡献率为91.85%.根据主成分对原性状的综合能力,进行生物学意义分析,5个主成分可分别解释为农艺性状与酶学效应因子,增重效应因子,盖增大效应因子,粗壮效应因子和盖厚度效应因子.并建立了主成分方程,结合辐射育种实际情况,认为第1主成分较全面反应了辐射育种目标,为期望诱变效应,是大杯香菇诱变育种的主要参考性状组合.各处理组的第1、2、3、4、5主成分值计算结果表明,1.25 kGy处理组的第1主成分最大为3.18,远高于其它处理组,为较适宜的辐射剂量.     

征稿启事

《激光生物学报》是激光生物学、激光生物医学、生物光子学、离子束生物工程、辐射生物学 (含诱变育种 )及其相关技术的专业性学术刊物 ,读者对象主要是从事本学科研究和高等教育的专业人员。本刊主要刊登 :以人类、动物、植物和微生物为实验对象的激光 (光 )生物学、激光 (光 )生物医学、生物光子学、离子束生物工程、辐射生物学 (含诱变育种 )的基础研究和应用基础研究领域中的新发现、新理论、新方法、新技术、新产品。对稿件的要求 :1、稿件 (包括图表及参考文献等 )一般不超过 80 0 0字 ,一律采用打印稿 ,同时将文稿发电子邮件到编辑部…     

诱变育种专题刊前言

诱变育种就是人为地利用物理、化学等因素 ,诱导生物发生遗传性的变异 ,然后根据育种目标进行选择 ,培育新的物种或品种。在物理因素中常用的是具有辐射能的一些物质 ,如X射线、γ射线、中子 ,因而把这一部分称为辐射育种。 192 7年美国人穆勒 (Y .J .Muller)用果蝇做试验发现X射线能引起生物遗传性的变异 ;次年 ,斯塔德勒 (L .J .Stadller)证实了X射线和镭对玉米和大麦等作物的诱变效应。 193 0年 ,瑞典人尼尔逊 爱尔 (H .Nilson Enle)和古斯塔夫逊 (A .Gustafsson)利用辐射诱变得到了有实用价值的硬杆、密穗的大麦突变体 ,从此 ,辐…     

空间诱变在微生物菌种选育上的研究进展

空间诱变是一种新型有效的微生物育种手段。本主要综述国内外微生物空间条件诱发微生物突变的特点、生物学、细胞学、当代生理损伤效应、突变的机理以及育种中已取得的进展,并提出了存在的问题和今后研究的发展方向。     

生物育种新技术——重离子束辐照

回顾了我国辐射育种的现状,阐述了重离子辐照育种新技术的优势:剂量分布具有Bragg峰,能够造成难以修复的DNA损伤,更有利于突变体的产生。最后介绍了重离子辐照育种所取得的成果。     

黑龙江地区辐射诱变育种及应用研究

本文阐述了黑龙江省近期利用辐射诱导与享体生物技术,远缘杂交,有性杂交相结合,以及辐射诱变处理纯基因型品种（系）等技术方法,选育粮食,经济和蔬菜作物新品种１３个,累计推广面积１００万公顷,创造具有突出特性的突变体丰富了种质资源,结果表明辐射诱变与其他方法相结合,能够扩大变异谱,提高变异率,缩短育种周期等特点。     

ARTP生物育种技术与装备研发及其产业化发展

安全高效的微生物诱变和高通量筛选技术与装备是生物技术科研及产业发展的核心,具有重要的研究价值和广泛的应用前景。笔者研究团队成功将基于大气压射频辉光放电的常压室温等离子体(ARTP)应用于生物诱变育种领域,对其与生物大分子、细胞之间的作用机理进行了系统研究,并研发了具有自主知识产权的ARTP生物育种仪。因操作安全简便、突变快、突变率高、获得的突变体性状稳定等特点,ARTP育种仪已成功应用于百种以上微生物的诱变育种,在行业引起了广泛关注,并实现了的国际出口。综述了ARTP生物育种技术的原理、装备研发现状及其近年来的研究和应用进展,并对其今后的发展趋势进行了展望。     

热效应在微生物诱变育种中的应用

本文综述了微生物诱变育种中的热效应机理及其应用研究进展。热在微生物诱变育种中具有热诱变效应和热筛选效应, 热诱变效应通过热引起DNA中G-C碱基对的置换实现, 热筛选效应可以从其他诱变剂诱变的菌体中获得更高的正向突变率。     

“卫星灵芝”让人类更健康

1什么是太空诱变育种 自1987年以来,我国利用返回式卫星和飞船搭载了各种植物种子、微生物菌种、动物等生物材料进行太空生命科学的研究。太空诱变育种是利用返回式卫星等所能到达的空间环境对生物体诱变作用产生的变异,在地面选育新种质、新材料,培育新品种的一种新型的诱变育种方法,称为航天诱变育种或空间诱变育种也称太空诱变育种。