Ⅰ 诱变的物理诱变
物理诱变剂主要有紫外线,X—射线,γ-射线,快中子,激光,微波,离子束等。 常压室温等离子体(Atmospheric and Room Temperature Plasma)的简称,(缩写为ARTP)能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子(包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等)浓度的等离子体射流。按照热力学平衡状态,等离子体可分为三种:完全热力学平衡等离子体(也称高温等离子体,其电子温度(Te)、离子温度(Ti)和中性粒子温度(Tn)完全一致),局部热力学平衡等离子体(也称热等离子体,Te≈Ti≈Tn=3×10~3×10),以及非热力学平衡等离子体(也称冷等离子体,其Te≥Ti,Ti≈Tn)。
大气压辉光放电(Atmospheric Pressure Glow Discharge,APGD)是一个被广泛使用的、用来描述大气压条件下各种气体放电冷等离子体的总称。在各种大气压非平衡放电等离子体源中,采用裸露金属电极结构的大气压射频辉光放电(Radio Frequency Atmospheric Pressure Glow Discharge,RF APGD)等离子体源是近几年提出的一种新的大气压辉光放电冷等离子体源。为了从生物技术应用的角度突出这种等离子体源的特点,采用常压室温等离子体即ARTP来代表这种RF APGD等离子体源。
科学研究表明,等离子体中的活性粒子作用于微生物,能够使微生物细胞壁/ 膜的结构及通透性改变,并引起基因损伤,进而使微生物基因序列及其代谢网络显着变化,最终导致微生物产生突变。与传统诱变方法相比,采用ARTP能够有效造成DNA多样性的损伤,突变率高,并易获得遗传稳定性良好的突变株;
ARTP是常压室温等离子体(Atmospheric and Room Temperature Plasma)的简称,能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子(包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等)浓度的等离子体射流。
Ⅱ 物理因素 化学因素 生物因素引起基因突变的机理分别是什么
都是使基因结构发生根本性改变。物理因素(射线等)会在细胞分裂染色体复制时影响复制进程,辐射严重时甚至可能损伤基因结构,导致细胞死亡。
化学因素基于对染色体复制相关酶活性的影响而对复制进程造成影响,造成基因结构的改变。
生物因素则是病毒等的遗传物质为自我的复制更新而通过反转录等整合到宿主基因链上,造成基因突变。
Ⅲ 什么是基因突变 诱发原因有哪些
基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。诱源大信发基因突变的因素有物理诱变因素(X射线、γ射线、α射线、β射线)、化学诱变因素(金属离子、生物碱、生长刺激素、抗生素、农药、灭菌剂)、生物诱变因素(病毒、雹轮细菌)等。
Ⅳ 常用的物理诱变因子有哪些
物理诱变
物理诱变剂主要有紫外线,X—射线,γ-射线,快中子,激光,微波,离子束等。
1紫外线
我们知道,DNA和RNA的嘌呤和嘧啶有很强的紫外光吸收能力,最大的吸收峰在260nm,因此波长260nm的紫外辐射是最有效的诱变剂.对于紫外线的作用已有多种解释,但研究的比较清楚的一个作用是使DNA分子形成嘧啶二聚体,即两个相邻的嘧啶共价连接,二聚体出现会减弱双键间氢键的作用,并引起双链结构扭曲变形,阻碍碱基间的正常配对,从而有可能引起突变或死亡.另外二聚体的形成,会妨碍双链的解开,因而影响DNA的复制和转录.总之紫外辐射可以引起碱基转换、颠换、移码突变或缺失等[1]。
2γ-射线
γ-射线属于电离辐射,是电磁波.一般具有很高的能量,能产生电离作用,因而能直接或间接地改变DNA结构.其直接效应是,脱氧核糖的碱基发生氧化,或脱氧核糖的化学键和糖-磷酸相连接的化学键断裂,使得DNA的单链或双链键断裂.其间接效应是电离辐毕悔扒射使水或有机分子产生自由基,这些自由基与细胞中的溶质分子起作用,发生化学变化,作用于DNA分子而引起缺失和损伤.此外,电离辐射还能引起染色体畸变,发生染色体断裂,形成染色体结构的缺失、易位和倒位等[2].
3激光
激光在微生物诱变育种方面的研究与开发应用比较晚。激光诱变育种技术研究始于20世纪60年代,经过世界各国40多年的开发应用研究,不仅证明激光和普通光在本质上都是电磁波,它们发光的微观机制都与组成发光物质的原子、分子能量状态和变化密切相关。激光是一种与自然光不同的辐射光,它具有能量高度集中、颜色单一、方向性好、定向性强等特性。激光通过光效应、热效应和电磁效应的综合作用,能使生物的染色体断裂或形成片断,甚至易位和基因重组[3]。
4微波
微波辐射属于一种低能电磁辐射,具有较强生物效应的频率范围前亮在300MHz~300GHz,对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升,从而引起生理生化反应;非热效应指在微波作用下,生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下,生物体会产生一系列突变效应。因而,微波也被用于多个领域的诱变育种,如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种,并取得了一定成果[4]。
5离子束
离子注入是20世纪80年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。1986年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术。离子注入手昌诱变是利用离子注入设备产生高能离子束(40~60keV)并注入生物体引起遗传物质的永久改变,然后从变异菌株中选育优良菌株的方法。离子束对生物体有能量沉积(即注入的离子与生物体大分子发生一系列碰撞并逐步失去能量,而生物大分子逐步获得能量进而发生键断裂、原子被击出位、生物大分子留下断键或缺陷的过程)和质量沉积(即注入的离子与生物大分子形成新的分子)双重作用,从而使生物体产生死亡、自由基间接损伤、染色体重复、易位、倒位或使DNA分子断裂、碱基缺失等多种生物学效应。因此,离子注入诱变可得到较高的突变率,且突变谱广,死亡率低,正突变率高,性状稳定[5]。
Ⅳ 物理诱导最成功的是什么
电离辐射诱导生物突变。物理诱变是利用超声波、高温、激光、各种射线包括紫外线、X射线、γ射线、快中子、α射线、β射线等物理因素诱带局导真菌发生变异的方法,该方法最成功的是使用电蠢携让离辐射诱导隐禅生物突变的实验方法,这一方法也被用于生物药学研究中。
Ⅵ 灵芝诱变育种的物理方法有哪些
物理诱变是利用超声波、高温、激光、各种射线包括紫外线、X射线、γ射线、快中子、α射线、β射线等物理因素诱导真菌发生变异的方法。其中应用较普遍蚂笑的有应用γ射线、紫外线、X射线等辐樱首照育种,如太空育种灵芝。中国医学科学院药用植物研究所研究人员于1999年11月,利用“神舟1号”宇宙飞船搭载灵芝菌种,在封舱和开舱过程中均得到北京市公证处的公证。经过多年的研究,采用传统生物技术和分子生物学及空间育种技术相结合,探明脊物数空间环境对灵芝的生物学效应,经对神舟飞船搭载灵芝多年的栽培试验,选育出高产优质的太空新菌株,其子实体产量比对照增长15%左右。开展搭载灵芝与地面对照在生物学特性、生理、生化、遗传性状、成分含量等方面的研究,并对各基因组DNA进行了AFLP指纹比较,表明搭载灵芝菌株基因发生了变异,其中灵芝三萜酸成分比对照高10倍多。该项研究填补了药用真菌空间育种的空白。
Ⅶ 人体基因的变异有哪些因素
基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排纤谨列顺序的改变,引起基因突变的原因主要有物理诱变、化学诱变和生物诱变三唤磨类。物理诱变主要是指各种射线,包括x射线、γ射线、α射线、β射线和中子等。当细胞内的染色体或DNA分子在射线的作用下产生电离和激发时,它们的结构就能够发生改变。另外电离辐射的能量可以被细胞内的水吸收,使水电毁链基离产生各种游离基团,游离基团作用于DNA分子,也会引起DNA分子结构的改变。化学诱变的原因主要是一些化学物质,包括金属、离子、生物碱、抗生素、农药、灭菌剂等等可以诱发突变,作用于突变的原因是它可以插入到DNA分子结构当中,使DNA分子在复制或转录时出现差错,从而导致突变,也可以改变碱基的化学结构,使DNA分子复制时出现碱基配对的差错,最后导致基因突变。生物诱变主要是指有些细菌和病毒可以将自身的DNA导入到人体细胞的DNA当中,引起基因突变。
Ⅷ 基因自发突变和诱发突变的影响因素都有什么
引起突变的物理因素(如X射线)和化学因素(如亚硝酸盐)称为诱变剂(mutagen)。诱变剂诱发的突变称为诱发突变。由于自然界中诱变剂的作用或由于偶然的自制、转录、修复时的碱基配对错误所产生的突变称为自发突变。人类单基因病大都为自发突变的结果。自发突变裤蠢频率(突变率)很低,平隐纯核均每灶掘一核苷酸每一世代为10-10-10-9,即每世代10亿个核苷酸有一次突变
Ⅸ 诱变育种的方法
诱变育种的方法有物理诱变和化学诱变。
一、物理诱变
1、物理诱变因素的辐射能对植物诱发化学反应,结果造成DNA结构的变化。这些变化如果在DNA中保持重复,证明是突变。
2、化学诱变剂:主要用于种子繁殖植物。较常用的有:氮化物、秋水仙碱、烷化剂、碱基类似物等。
Ⅹ 科学家们常常利用物理、化学方法来诱导生物发生基因突变
电离辐射诱导生物突变是物理诱变,细胞中吸收辐射能量最多的有机化合物是核酸,原因是核酸是生物的遗传物质,核酸突变才能产生新基因型。