低能离子束诱变机理研究进展

自发现离子束生物效应以来,离子注入技术已被应用于生物改良、环境辐射生物学效应等研究领域。其中,在植物遗传育种、创造新种质资源方面的成果非常突出。但是,由于低能离子的能量低,理论射程很短,关于低能离子生物效应和诱变的机理尚不完全清楚。该研究重点综述了离子束生物技术在机理研究方面取得的成果,并对今后的研究趋势进行了展望。     

离子刻蚀生物样品的初步研究

低能电子束对生物样品表面的刻蚀有重要的生物学意义。刻蚀的程度与样品的部位使用的离子能量和剂量等密切相关。离子刻蚀原理应用于细胞加工、基因工程等。     

低能离子束辐照生物的剂量效应模型

本文依据低能离子束作用的能量交换和慢化离子质量沉积的原理，提出了低能离子束辐照生物的剂量效应模型：Ｓ＝ｅｘｐ［－（αＤ＋βＤ＾２）（１－γＤｅ＾－ＫＤ）］，讨论了各参数的生物学意义，检验了模型的拟合效果。     

低能离子诱变育种作用机理及生物学效应研究进展

介绍了低能离子诱变育种新技术的特点,包括对生物体生理损伤小、诱变谱广、诱变频率高,并有一定的重复性和方向性等;同时概述了不同低能离子束注入生物体的作用机理,以及注入的低能离子对遗传大分子的直接作用、DNA修复机制的影响和诱发自由基等生物学效应的研究进展。     

等离子体浸没N^＋注入豌豆种子的生长发育效应

低能离子生物学因其在探索生命过程和诱变育种、改良品种中越来越显示其作用而逐渐成为一门新的交叉学科[1,2 ] 。但一般离子注入种子时 ,必须使离子的出射方向垂直于种胚的表面[3] ,离子只在与种子相互作用的区域产生自由基 ,即局部损伤效应[4 ] 。我们采用的等离子体浸没离子     

分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DERl0-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N^＋离子柬介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N^＋离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时同等4个因素对DERl0-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子柬介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

低能离子植物诱变机理研究方面取得新进展

<正>日前,在国家自然科学基金和中科院重点创新项目的支持下,等离子体所离子束生物工程学院重点实验室植物研究组的相关研究取得了新的进展。低能离子辐射的诱变机理一直是学术界关注的焦点。     

低能离子束注入纤维分解菌的研究进展

在分析低能离子束对生物体的作用机理及其生物学效应的基础上,介绍了低能离子束诱变纤维分解细菌的研究进展。     

低能离子注入诱变原初作用物理模型

通过辐照诱发新变异类型,已成为植物品种改良的一种重要手段。最近余增亮研究组把离子注入技术用于诱变育种所取得的结果令人注目,然而关于射程很短(<1u)的低能离子如何使种子深处靶物质产生生物学效应的机理问题,却叫人困惑不解。本文拟对此提出一种模型解释。假设荷能离子对植物种子靶物质的相互作用,视能量高低可分为“直接”和“间接”两种。当能量     

离子束辐射水合DNA的电子自旋共振波谱研究

从作用机制、化学径迹结构模型、低能离子、多重损伤位点等方面,阐述离子束辐射水合DNA的电子自旋共振波谱研究。     

分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究(英文)

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DER10-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N+离子束介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N+离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间等4个因素对DER10-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子束介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

小麦种子注入低能氮离子束的诱变效应

为促进优质小麦育种技术体系建设，提升小麦品质，应用低能氮离子束注入技术，对小麦种子注入剂量为3×1017N+/cm2的氮离子，研究注入氮离子束对小麦种子活力、幼苗POD和CAT活性以及植株农艺形状的影响。结果表明：与未注入氮离子束处理相比，注入氮离子束的小麦种子发芽势和出苗率显著降低（P＜0.05），发芽率、幼苗鲜重和苗长降低，幼苗POD、CAT活性增大；注入氮离子束的小麦植株形态变化明显，顶一叶长度突变，株高变矮，麦穗从有芒变为部分缺芒和无芒，千粒重增加。低能氮离子束注入小麦种子对小麦幼苗、植株及穗粒形态有明显的生物学效应,对小麦种质材料的改良具有一定作用。     

离子束辐照对孔雀草发芽特性的影响

为探明离子辐照工艺参数对孔雀草发芽特性的影响规律,采用低能氮离子柬对孔雀草种子进行辐照,研究了氮离子辐照工艺参数对辐照后的孔雀草种子发芽率和发芽时间等发芽特性的影响。结果表明,随着离子辐照能量和剂量的增加,孔雀草种子的发芽率降低,发芽时间推迟。     

离子注入生物效应及育种研究进展

本文论述了荷能离子与生物体相互作用的一般原理,探讨了注入离子动量、能量和质量沉积过程的生物学效应,报导了离子注入引变育种的初步结果,分析了离子束生物技术今后的发展。     

三种辐照源对黑松花粉萌发对花粉管生长的影响

研究了低能氮离子束、紫外线与γ射线辐照对黑松花粉萌发和花粉管生长的影响.结果表明,低能氮离子注入对黑松花粉的损伤效应与γ射线和紫外线照射的不同,主要表现在两个方面,即氮离子束剂量-萌发率曲线呈“马鞍型“和氮离子束注入诱发花粉管顶端肿胀,这说明低能离子束的作用机制可能与γ射线和紫外线的不同.认为花粉和花粉管是研究离子注入生物学效应机制的理想模式系统.     

低能重离子注入麦胚引起深层细胞损伤的一种物理机制

从核物理学原理出发,讨论了低能重离子注入麦胚造成深层细胞损伤的一种物理机制。主要是注入离子与小麦组成各元素发生相互作用后的次级过程,该过程产生了特征Ｘ射线,其中以能量较高（３．５８９ｋｅＶ）,强度相对贡献较大的钾元素为例,当强度减弱为自己原来的２－１０倍时,其穿越麦胚深度可达３７０ｕｍ。这样的深度同文献［１］中讨论过的直接与间接作用范围相比可谓是“长射程”,小麦种子在深层能受到低能离子注入的影响,可能就是这种次级过程的“长射程效应”。     

离子束介导玉米DNA后受体小麦当代群体的生物学效应

以6份玉米品种的全基因组DNA为供体,以4份普通小麦品种为受体,借助于低能离子束介导技术完成异源遗传物质的转移,对其介导试验的当代群体的特异性进行了观察鉴定。结果表明,经过离子束注入处理后试验材料的成苗率明显地降低,这是低能离子所导致的生物学效应之一。在所有的试验材料的生育前期和中期,在每一个处理的群体内主要农艺性状上没有表现出明显的差异,而在生育后期,被处理材料的大部分农艺性状与对照没有显著差异,仅仅在4个性状,即植株的生长势、穗型、主茎分蘖状态和单穗变异上,被处理材料表现出一定的变异特征。尽管离子束注入处理和直接浸泡外源DNA的处理也会导致其当代群体内出现突变株,但其群体内的突变株数量比较少,突变率比较低。经过离子束介导处理所导致的生物学效应最明显,其群体内的突变株数量比较多,突变率比较高。     

印度梨形孢(Piriformospora indica)的生物学特性及对植物生长的互作效应研究进展

印度梨形孢(Piriformospora indica)发现于印度北部沙漠地区植物根系,具有多种多样的生物学功能,可以促进植物生长,提高植物对生物逆境与非生物逆境的忍耐性。简要综述了印度梨形孢在定殖过程、生物学功能和菌肥制作应用方面的研究进展。     

小麦秸秆生物炭对小白菜中铅累积含量的影响

考察了240℃热解小麦秸秆制备的生物炭对铅离子的吸附性能及对土壤中铅离子的固定效应。结果表明,小麦秸秆生物炭对铅离子以化学吸附为主要过程,298.15K和323.15K下的平衡吸附量分别为45.02 mg/g和51.05 mg/g;通过小白菜种植实验,生物炭在土壤中添加量大于1%时,小白菜含铅量小于0.082mg/kg,且小白菜中铅含量随着生物炭用量的增加而减少,为解决铅离子污染的土壤问题提供了基础数据。     

基于内含肽技术的生物传感器

开发用于分析复杂生物学问题的生物传感器,对于研究人类疾病和发现潜在药物分子十分重要。内含肽介导的蛋白质剪接技术的应用推动了新型生物传感器发展,基于内含肽技术的生物传感器可以对酶活性、激素受体、维生素和蛋白质与蛋白质间的相互作用等一些重要的生物学过程进行高效精准的分析和研究。重点阐述基于内含肽技术的生物传感器相关研究进展,并对其进行了展望。