烟草航天诱变突变体变异检测及分析

为预测控制烟草重要性状的关键基因并研究航天诱变机理,对经航天诱变选育的烟草突变体材料NC89-M与野生型NC89进行全基因组重测序,测序深度30×,并对各种类型变异进行检测注释。NC89中检测到单核苷酸多态性位点(SNP,Single nucleotide polymorphism)1848013个,小片段插入缺失(Indel,insertion-delection)398922个,结构变异(SV,Structure variation)41969个;NC89-M中检测到SNP 1876219个,Indel 402011个,SV 42699个。NC89-M和NC89对比共得到271655个SNP,分布在8378个基因上,23450个Indel造成2156个基因突变。分析结果表明,NC89-M中SNP变异数目最多,其转换类型和颠换类型的比值为2.053,说明航天诱变对烟草基因组的变异以单碱基突变为主,突变类型以转换为主;在Indel中,插入突变数目明显多于缺失突变,证明航天诱变造成的Indel中以插入突变为主;在SV中,航天诱变主要造成了插入、缺失、倒位、染色体内部迁移和染色体间的迁移5种结构变异类型;变异基因KEGG注释表明,与代谢通路和次生代谢产物合成两方面基因突变数目最多;变异基因功能注释表明,突变体中调控开花时间的MADS-box基因,调控侧生器官发育与叶缘形状的KNOX1基因和萜类化合物合成相关基因等发生了变异。     

梯棱羊肚菌全基因组SNP/Indel分析及基于Indel标记的遗传连锁图谱构建

基于梯棱羊肚菌Morchella importuna两个子囊孢子培养物的全基因组测序数据,对全基因组范围内的变异位点进行分析。共鉴定到18 438个变异位点,平均每Mbp的变异位点数量为361个;变异位点以单核苷酸多态性SNP为主,共计17 104个,基因组中SNP的频率为335SNPs/Mbp;Indel多态性位点1 334个,以2-10bp的插入缺失为主;73.4% SNP/Indel位于基因间隔区域,外显子区域共检测到3 042个变异位点,占总数的16.50%;对基因功能产生确定影响的移码突变有1 088个,占5.90%,错义突变916个,占比4.97%;不同Scaffold上的SNP/Indel出现频率不同,SNP频率最大的为Scaffold80,平均每Mbp包含2 856个SNP,频率最低为Scaffold60和Scaffold75,分别为16SNPs/Mbp和30SNPs/Mbp;对≥11bp的Indel变异位点进行标记开发和多态性群体分析,成功开发出75对Indel标记。采用原生质体单细胞分离技术,获得了梯棱羊肚菌M04的两个可亲和的同核体菌株M04P01和M04P40,同时采用来自M04子囊果的58个单孢菌株作为作图群体,初步构建了包含75个Indel标记和1个交配型基因的梯棱羊肚菌遗传连锁图谱,共获得12个连锁群,连锁群总长度273.7cM。     

四个竹秆变异毛竹变型的全基因组序列分析

毛竹是我国重要的经济竹种,在长期栽培适应过程中产生了丰富的变异。为揭示毛竹竹秆变异变型的全基因组突变类型,以黄皮毛竹、金丝毛竹、绿皮花毛竹和花毛竹4个毛竹变型为实验材料,采用高通量重测序技术获得全基因组序列,进行单核苷多态性(SNP)、小片段插入缺失(InDel)和结构变异(SV)检测和注释,并将变异基因进行功能注释。结果表明:花毛竹基因组检测得到的基因变异数最多,为12 555个; 金丝毛竹样品变异位点数最少,为11 923个; 4个样品都有7 000多个变异基因得到功能注释。GO注释分类包括细胞组件、分子功能和生物过程三个基因功能分类体系的56个功能组。在细胞组件方面,叶绿素合成相关基因有2 431个; 在生物过程方面,参与类胡萝卜素合成过程的基因有75个,参与花青素合成过程中的调控以及紫外光下组织中花青素积累的相关基因有80个。COG分类表明参与复制、重组和修复的基因数为369个,信号转导机制的基因数为291个,转录的相关基因为222个。通过KEGG数据库系统地分析变异基因参与的黄酮类、类胡萝卜素等物质代谢合成途径。深入研究这些差异基因的调控途径,从DNA水平上解释竹秆的变异机制,可为深入研究毛竹种内丰富的多态性和遗传变异提供数据支持,阐析不同变异类型的基因家族、功能基因等遗传基础。     

意大利蜜蜂工蜂中肠SNP和InDel突变位点的挖掘及分析

本研究利用已获得的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠的转录组数据对意蜂的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism, SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion, InDel）突变位点进行挖掘和分析,共鉴定到232 678个SNP位点,其中发生转换和颠换的SNP位点数分别为196 087和36 591个;最丰富的突变类型是G/A,最少的突变类型为T/G;分布在内含子的SNP位点最多,其次为外显子和基因间区;密码子突变类型为同义突变的SNP位点数最多,其次是非同义突变、终止子增加和终止子减少;此外,SNP位点所在基因可注释到 50个 GO条目和351条KEGG通路。共鉴定到38 715个InDel位点,最丰富的突变类型为移码插入,其次是移码缺失;分布InDel位点数较多的基因组区域为内含子和基因间区;另外,InDel位点所在基因可注释到50个功能条目和340条通路。研究结果丰富了西方蜜蜂Apis mellifera的SNP和InDel位点信息,并为开发和利用意蜂的新型分子标记提供基础。     

三倍体香蕉优良品种‘Grand Nain’全基因组变异挖掘

为全面揭示香蕉(Musa spp.)优良品种的全基因组变异类型,本研究采用高通量重测序技术,对当前香蕉主栽品种‘Grand Nain’(AAA group,Cavendish subgroup)开展全基因组重测序,测序深度53.79 X。与野生香蕉‘DH-Pahang’参考基因组比对,共检测到4 598 633个单核苷酸多态位点(SNP),484 752个小片段插入缺失位点(Indel),57 047个结构变异(SV),共导致36 277个基因变异;代谢通路分析(KEGG)发现,植物激素信号转导途径相关基因的变异最多,存在442个基因变异,其中乙烯合成和信号转导途径中1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶基因(ACO)、1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶基因(ACS)、EIN3/EILs、ERS、RAN、EBF、EIN2等基因都存在变异。特别是序列分析发现‘Grand Nain’中的Ma ACO1基因与参考基因组相比存在2个变异位点并导致氨基酸的突变,且在A和B基因组中MaACO1基因存在2个相邻的变异位点。本研究为香蕉贮藏保鲜等相关分子标记开发、基因功能研究,以及基于基因组编辑技术的香蕉遗传改良提供依据。     

中华蜜蜂的单核苷酸多态性和插入缺失突变位点鉴定

【目的】本研究拟利用已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana幼虫肠道的转录组数据对单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）突变位点进行挖掘和分析,旨在丰富中华蜜蜂的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】根据有效读段与东方蜜蜂Apis cerana参考基因组的比对情况,采用GATK软件识别单碱基错配和碱基的插入缺失情况,再利用ANNOVAR软件对SNP位点和InDel位点进行分析。通过相关生物信息学软件将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,以获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到中华蜜蜂的58 919个SNP位点,包括24 548个纯合位点和34 371个杂合位点;发生转换和颠换的SNP位点分别有49102和9817个;数量最多和最少的突变类型分别是C/T和T/G;分布在外显子区的SNP位点数量最多,达到22 649个;此外,发生同义突变的SNP位点数量最多,其次是非同义突变;SNP位点所在基因可注释到46个GO条目和121条KEGG通路。共鉴定到6 551个InDel位点,包括3 270个插入突变和3 281个缺失突变;分布在内含子区InDel位点最多,共计2 793个;发生移码插入的InDel位点最多;进一步分析结果显示InDel位点所在基因可注释到27个GO条目和28条KEGG通路。【结论】本研究鉴定到中华蜜蜂的大量SNP位点和InDel位点,解析了SNP和InDel位点的突变类型、基因组功能元件分布和密码子突变类型,并揭示SNP和InDel位点对中华蜜蜂的重要生物学过程具有潜在影响。     

利用改进的MutMap方法克隆水稻雄性不育基因

通过对籼稻黄华占EMS(甲磺酸乙酯)诱变, 筛选得到一隐性核不育的水稻雄性不育突变体osms55, 遗传分析表明该突变体为单基因控制的隐性核不育, 采用高通量的Illumina Infinium iSelect SNP(50 K)芯片检测技术鉴定该突变体的遗传背景, 确认该突变体的遗传背景与黄华占一致。文章利用改进的MutMap方法成功克隆该雄性不育基因, 突变位点与突变表型的共分离分析表明LOC_Os02g40450(MER3)是控制osms55突变体雄性不育的基因, 该基因的剪切识别位点发生变异后导致剪切异常, 造成第5外显子缺失15个碱基, 从而产生雄性不育。改进的MutMap方法无需精确组装的野生型基因组序列作对照, 而是通过将定位群体中有突变表型植株的DNA pool和野生型植株DNA的重测序结果分别与日本晴参考基因组进行比对, 然后再比较突变体和野生型的差异SNP来确定候选基因, 该方法大大降低了野生型基因组测序和组装成本, 进一步扩大了MutMap方法的应用范围。     

B6-Chr1~(LY)和B6-Chr1~(SJ)小鼠1号染色体遗传变异信息的解析

[目的]鉴定B6-Chr1LY和B6-Chr1SJ小鼠品系1号染色体上的遗传变异。[方法]采用Illumina测序平台获得B6-Chr1LY和B6-Chr1SJ品系的全基因组序列并比对到参考基因组。利用Samtools/Bcftools以及speedseq软件鉴定单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)、插入缺失(indel)和结构变异,并对其进行功能注释。[结果]两个品系共鉴定380万个SNPs、55万个indels、10 123个大片段缺失、152个重复和87个倒位。二者共享1 642 629 SNPs和190 248个indels;近16.1%SNPs和20.7%indels未在小鼠基因组计划和db SNP142数据集中报道。大片段缺失长度在51~70 kb之间,2 kb的占总数的76%。功能注释发现上百个蛋白编码基因含有非同义突变、移码突变、编码序列缺失等功能性变异。[结论]B6-Chr1LY和B6-Chr1SJ小鼠1号染色体上含有丰富的遗传变异信息,可为后续利用这两个品系的遗传学研究奠定基础。     

2008年生命科学7大国内新闻

1.发现生物遗传突变普遍机制 7月20日,《自然》杂志刊登的《真核生物中插入/缺失增加其周围序列的突变率》一文中,南京大学生命科学学院教授田大成、陈建群等提出“Indel诱变假说”,用新发现的“遗传突变的普遍机制”破解了生物学上的诸多悬念。2005年起,他们通过生物信息学技术对人、黑猩猩、恒河猴、小鼠、果蝇、水稻和酿酒酵母等不同类别生物的基因组序列进行了比对分析。研究后发现,DNA的插入／缺失（Indel）会引起其周围一系列的变异。     

东方蜜蜂微孢子虫的SNP与InDel位点鉴定及分析

【目的】东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae是一种专性侵染成年蜜蜂中肠上皮细胞的单细胞真菌病原,广泛感染世界各地的蜂群。本研究拟利用已获得的东方蜜蜂微孢子虫纯净孢子的高质量转录组数据进行单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）和插入缺失（Insertion-Deletion,InDel）位点的鉴定和分析,旨在丰富东方蜜蜂微孢子虫的SNP和InDel信息,并为新型分子标记的开发提供基础。【方法】使用GATK软件识别东方蜜蜂微孢子虫的SNP和InDel位点。采用SnpEff软件预测变异位点发生的基因组区域及变异产生的影响。通过相关生物信息学软件分别将SNP和InDel位点所在基因分别比对GO和KEGG数据库,获得相应的功能和通路注释。【结果】共鉴定到28195个SNP位点,其中发生转换和颠换的SNP位点分别有21403和6792个;上述SNP位点的突变类型有12种,其中最丰富的突变类型为C/T;分布在CDS区的SNP位点最多,其次是基因间区、上游区、下游区和内含子区;最丰富的密码子突变类型是同义突变;SNP位点所在基因可注释到代谢进程、细胞组分和催化活性等43个GO条目以及代谢途径、核糖体和等次生代谢产物的生物合成等85条KEGG通路。共鉴定到2831个InDel位点,其中分布在基因间区InDel位点最多,分布在CDS区的InDel位点最少;最丰富的密码子突变类型是移码突变;InDel位点所在基因可注释到细胞进程、细胞和结合等38个GO条目以及代谢途径、次生代谢产物的生物合成及核糖体等73条KEGG通路。【结论】东方蜜蜂微孢子虫中存在大量的SNP和InDel位点,SNP位点的突变类型主要为转换,与其他物种类似;SNP与InDel位点的基因组功能元件分布规律和突变类型具有明显差异;SNP和InDel位点所在基因与东方蜜蜂微孢子虫适应宿主细胞内环境及病原增殖过程具有潜在关系。     

一株粗糙脉孢菌的分离、鉴定及其基因组变异和功能分析

【背景】粗糙脉孢菌LY03是从武平传统"红菌豆腐"中分离得到的主要发酵菌株。【目的】研究粗糙脉孢菌LY03菌株的基因组信息,揭示武平传统"红菌豆腐"发酵特性。【方法】采用形态学观察、ITS鉴定、重测序及框架图测序对所分离的LY03菌株进行鉴定和基因组信息解析。【结果】武平传统"红菌豆腐"中分离得到的主要发酵菌株LY03确定为粗糙脉孢菌,将其在中国普通微生物菌种保藏管理中心进行专利保藏,保藏号为CGMCC3.19233。LY03菌株比对到参考基因组上的总Read数目为95.85%,测序对应深度的位点占全基因组76.13%;各变异类型在内含子区域均无变异,主要变异存在于基因组的外显子区域,具体变异数量为:单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP)位点变异总数203128个、插入缺失(insertion/deletion,In Del)突变总和26859个、拷贝数变异(copy number variation,CNV)增加和减少的拷贝总数1 039个、结构变异(structure variation,SV)注释的变异总数777个;LY03菌株...     

马铃薯Y病毒蚜传辅助成分介导PVX/PVY协生作用

构建了马铃薯Y病毒中国株系（PVY－C）蚜传辅助成分（HC－Pro）基因的正义、反义和缺失三种植物表达载体,通过农杆菌介导法转化烟草品种NC89。Southern blot分析表明,HC－Pro基因及其突变体已经整合到烟草染色体中,Western blot分析证明,正义HC－Pro基因及其缺失突变体在转基因烟草中有表达产物,攻毒试验结果表明,转正义,HC－Pro基因及其缺失突变体不仅能够提高T1转基因烟草中PVY－C的病毒积累和致病,而且对异源病毒PVX具有同样的作用,而转反义HC－Pro基因烟草对PVY－C和PVX的致病性无影响,因此,PVY－C HC－Pro基因介导PVX／PVY的协作作用。     

秀丽隐杆线虫抗铜突变体的筛选及SNP定位

铜在有机体代谢过程中发挥着重要作用, 但过量可产生毒害效应。文章以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为模式生物, 寻找多细胞生物中铜代谢调节的关键基因。采用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变秀丽隐杆线虫, 通过100 000个杂合基因组的筛选得到两个抗铜突变体ms1和ms2。在筛选培养基上野生型停止发育, 而抗铜突变体则可发育到成虫, 且抗铜性状能稳定遗传。与N2的回交实验表明, ms1的抗铜表型可能由单基因隐性突变导致, ms2的抗铜表型消失, 可能是由多基因突变引起。以CB4856和ms1作为亲本, 构建了F2群, 经SNP定位, 确定ms1突变位点位于染色体II(LGII)上, 进一步对LGII染色体上的8个SNP标记进行分析, 将ms1的突变位点定位在LGII:-6附近。秀丽隐杆线虫抗铜突变体ms1的筛选和定位可为深入研究线虫铜代谢及调控的分子机制提供实验依据。     

人类基因组致病SNP与良性SNP分布模式探究

基因组变异与生物学功能,乃至人体健康紧密相关。不同种类的基因组变异会对人类健康产生不同的影响,可能出现致病、良性或未知的临床症状。深入研究临床上表现为致病性或良性的基因组变异,能够有效加深我们对基因组变异与疾病发生发展的认识,对评估基因组变异所带来的影响具有一定的意义。本研究选择Clinvar数据库中与疾病相关的SNP,探究临床表现为致病与良性的SNP位点分别在基因组上的分布模式以及对蛋白序列的影响。本研究发现,致病SNP与良性SNP在外显子与内含子上的分布以及蛋白结构域内外的分布上具有非常显著差异,致病SNP在外显子和蛋白结构域内的分布密度更高。从蛋白编码区的SNP突变类型来看,致病SNP位点中的同义突变与非同义突变所占比例分别是0.64%和99.36%,而良性SNP位点中两类突变的比例相差较小,检验结果显示致病SNP位点中非同义突变更多。此外,本研究通过分析致病SNP与良性SNP中的同义突变与非同义突变在蛋白质结构域内外的分布情况,发现两类SNP变异中同义突变的分布没有显著差异,但非同义突变的分布具有显著差异,其中致病SNP变异分布在蛋白质结构域内外的比例是53.22%和46.78%,良性SNP变异分布比例为31.96%和68.04%。随后,我们对非同义突变所在基因进行了功能注释和富集分析,发现两类变异所在基因的功能范围几乎一致。     

中国野生小鼠来源1号染色体替换系缺失突变的发掘及功能注释

目的基于野生小家鼠来源1号染色体替换系群体(population of specific chromosome 1 substitution strains,PCSSs)中18个品系的全基因组重测序结果,鉴定1号染色体上的缺失突变并对其进行功能注释。方法采用Illumina二代测序平台获取18个品系的全基因组序列信息,通过Speed Seq软件鉴定缺失突变,进一步利用Snp Eff软件完成功能注释。结果在18个品系的1号染色体上共检测到13 803个缺失突变。缺失长度从51 bp到70 kb不等,其中长度500 bp的缺失突变约占总数的50%。多数缺失突变位于内含子区(50.361%)和基因间隔区(28.745%)。发现31个蛋白编码基因含有功能性缺失,其中有3个基因和人类疾病相关,7个基因参与了11条KEGG通路。结论 PCSSs的1号染色体上含有丰富的缺失突变,是在研究复杂性状的重要遗传标记。     

拟南芥突变体tgd表型和分子生物学特性分析

主要研究1个由Ds插入所造成的大片段缺失拟南芥突变体tgd(ten gene deletion)．这个突变体来自于基因陷阱拟南芥突变体库．对这一突变体的后代卡那霉素抗性分离比分析和Southern杂交表明,只有1个Ds拷贝插入此突变体基因组中,但是Tail-PCR和随后用特异基因序列为引物的验证PCR证实在Ds插入过程中造成了30 kb基因片段的缺失．根据对拟南芥基因组序列的注释,这30 kb的序列中包含10个基因．这一多基因缺失突变体有多效性表型．整株表现为株型矮小,发育迟缓,根系不发达,极易失水而死,茎细弱,较短,花序不正常．其中,莲座叶的表型最为明显,突变体叶形较细,叶片较厚．为了研究这些基因在多效性表型产生中所发挥的功能,对来自ABRC种子库中所有基因的T-DNA插入突变体,即salk line的表型进行了分析,发现所有基因的T-DNA插入突变体均没有可见的表型．这一现象暗示,突变体tgd的表型是10个基因缺失的综合效应,但是10个基因的相互关系以及与tgd表型的相互关系仍有待于继续研究．     

水稻内颖畸形或缺失基因OsAPP1的图位克隆及表达分析

在育种基地材料中发现一株内颖畸形或缺失(abnormal or absent palea)突变体,将其命名为app1。该突变体在营养生长时期发育正常,但抽穗后突变体表现出内颖畸形(比外稃短导致颖壳不闭合,或者出现两个内稃)或缺失,其花粉育性为55.52%,结实率为6.48%,千粒重为10.811 g,种子发芽率为55.21%。以突变体app1与日本晴杂交构建了F1和F2群体,F1颖壳表型正常,F2群体出现内颖畸形和正常表型分离,内颖正常和突变表型分离比例为3∶1,表明app1内颖突变表型由单隐性核基因控制。以F2为分离群体,将app1精细定位于第3染色体上,位于分子标记ID4231和ID4246之间,遗传距离1.3 cM,对应物理距离为13.2 kb。该区段内完全包含1个开放阅读框,包含两个部分开放阅读框,经过测序分析发现候选基因LOC_Os03g11614启动子区发生点突变和245 bp缺失,qRT-PCR分析证实LOC_Os03g11614为OsAPP1基因。已有报道LOC_Os03g11614编码OsMADS1,是调控水稻花器官发育的重要明星基因,其不同位置的突变可以导致叶状颖壳和不育、以及控制籽粒大小。与3000份水稻种子资源SNP/Indel变异类型对比分析发现,突变体app1启动子的突变完全不同于现已OsMADS1研究报道突变类型,且与数据库中的自然突变类型多数不同。因此,本研究发现的app1突变体,是以往报道中从未出现的OsMADS1启动子发生突变的新型突变,且该类突变导致了其降低表达量,并产生了不同于前人研究的新表型,这为深入研究OsMADS1基因在水稻花器官发育中的功能提供了新的种质资源和思路。     

两个糙皮侧耳菌株的比较基因组学研究

随着糙皮侧耳基因组测序的完成,基因组数据的深入挖掘和利用成为研究重点。本研究基于较高质量的糙皮侧耳CCMSSC00389-1和CCMSSC03989-1基因组图谱,开展了种内比较基因组学分析。CCMSSC00389-1和CCMSSC03989-1的11条染色体序列表现出良好的共线性,且分别含有89.92%和91.68%的保守基因。对菌株特有基因的GO富集分析表明,两菌株各自分化出一些独特的调控方式或途径。CCMSSC00389-1和CCMSSC03989-1之间共存在931 542个单核苷酸多态性位点,231 654个插入/缺失和9 221个结构变异。对与遗传变异重叠基因的GO富集分析表明,碳水化合物降解、物质运输/催化和调控/蛋白活性相关的基因分别容易发生SNP、In/Del和SV变异。CCMSSC00389-1中50.326kb缺失序列的断点两侧含有双链断裂修复（DSB）信号,推测DSB介导50.326kb序列的缺失。     

P转位子诱变的果蝇心脏发育基因的突变（Ⅱ）：第3染色体基因突变

本文报道了利用Ｐ转位子诱变果蝇心脏发育基因第３染色体的基因突变的部分结果．利用Ｐ转位子诱变,共建立了２５９个第３染色体隐性致死基因平衡系,其中２６个品系表现有心脏突变表型,２个品系同时具有Ｐ转位子在心脏组织的特异ＬａｃＺ表达,表明这２个品系的Ｐ转位子可能插入到与心脏发育有关的基因中或这些基因的附近,因此,这２个品系值得进一步研究     

离子注入诱变莲花突变体分子机理的初步研究

低能离子注入技术作为生物物理诱变的一种新型技术, 在园艺植物育种方面具有很大的应用潜力, 但其诱变的分子机理目前知之甚少。文章对Fe+ 离子注入诱变的白洋淀红莲(Nelumbium speciosum Willd)突变体及其对照的基因组进行RAPD研究, 并将突变体和对照在辐射敏感位点的条带进行克隆测序及DNA序列分析。在已优化好的RAPD体系下扩增, 从110条随机引物中筛选出了10条可以稳定扩增出显著特异条带的引物, 引物多态性为9.09%。将这10条引物扩增出的辐射敏感位点的条带进行克隆测序, 并进行序列比对。结果显示: 突变体的总碱基突变频率为0.87%, 6个突变体的碱基突变频率存在着差异; 碱基突变类型包括碱基的颠换、转换、缺失、插入, 在检测到的159个碱基突变中, 单碱基置换的频率(61.01%)高于碱基插入或者缺失的频率(38.99%), 在碱基置换中, 转换的频率(44.65%)是颠换频率(16.35%)的2.7倍, 其中C/T之间的转换所占比例最大, A→G和A→T也具有较高的替换频率; 构成DNA的4种碱基均可以被离子束辐照诱变发生变异, 除了没有C→G的置换外, 每一种碱基都可以被其他的几种碱基所置换, 但是胸腺嘧啶(T)具有较高的辐射敏感性。通过对碱基突变位点周边序列的分析发现, 嘌呤突变位点的周围嘌呤碱居多, 嘧啶突变位点的周围嘧啶碱居多。研究结果为揭示低能离子注入诱变作用分子机理提供了依据。