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南京惠言達電氣有限公司
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IS2XP010-U-EL-再遠也是近GEMAC傳感器IS2XP060-I-EL
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更新時間:2024-10-21 09:57:00

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再遠也是近GEMAC傳感器IS2XP060-I-EL
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離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,與其它傳統(tǒng)的輻射誘變方法相比,具有更高的生物效應(yīng),為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。近年來,我國離子束生物工程技術(shù)得到迅速發(fā)展,在相關(guān)領(lǐng)域取得了階段性成果,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

關(guān)鍵詞:離子束;生物工程技術(shù);遺傳改良

離子束是指將元素的離子經(jīng)過高能加速器作用后所獲得的放射線。離子束與生命物質(zhì)之間建立的關(guān)系可追溯到上世紀(jì)80年代,中科院余增亮研究員將超低能N+離子注入水稻干種子中,在短時間內(nèi)育成幾個新品種,讓人們開始認識到離子束在生物學(xué)領(lǐng)域的巨大前景。與傳統(tǒng)誘變源相比,離子束具有高傳能線密度、尖銳的電離峰和低氧增比,可控制入射深度和部位,產(chǎn)生能量沉積、動量傳遞、質(zhì)量沉積和電荷交換等生物效應(yīng),從而引起基因突變。作為一門交叉學(xué)科,離子束生物工程技術(shù)已越來越受到國內(nèi)外專家關(guān)注,我國作為其自主知識產(chǎn)權(quán)擁有國,也在相關(guān)領(lǐng)域取得了重要的階段性成果。本文將就離子束生物工程技術(shù)在我國的應(yīng)用與研究進展進行回顧與展望,以期為今后的進一步發(fā)展提供參考。

1在植物遺傳育種方面

作為離子束生物技術(shù)應(yīng)用的早領(lǐng)域,相較于傳統(tǒng)誘變方法,利用離子注入方法進行植物誘變育種,在質(zhì)量、能量、電荷三因子協(xié)同作用影響下,可產(chǎn)生豐富的基因突變,且變異幅度大、頻率高、良性多,已成為我國植物品種改良有效手段之一。從上世紀(jì)80年代起,安徽省農(nóng)科院水稻所、浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)等機構(gòu)即先后開展這方面的研究,并先后成功選育S9042、早秈14、D9055、早秈903等多個水稻新品種,經(jīng)大規(guī)模推廣應(yīng)用,*。用16O8+輻照春小麥風(fēng)干種子,成功育成我國例重離子束輻照小麥新品種“隴輻2號”[1]。將經(jīng)低能Ar+和N+注入的番茄種子進行培育,其果實的營養(yǎng)品質(zhì)明顯提高[2]。利用12C6+輻照大蔥種子,其M1代結(jié)果期的株高、白長、花序直徑和種子產(chǎn)量明顯增加[3]。將N+誘變后的茶樹為原料進行選育繁殖,成功選育“茶農(nóng)8號”、“茶農(nóng)1號”新品種[4]。對雞冠花離子注入處理,其M1代生長發(fā)育時期有效提前,株高、冠幅、葉形、分枝等均有顯著差異[5]。用離子輻照永19玉米自交系,其后代植株株高、穗位高與對照相比變異極顯著[6]。隨著研究技術(shù)的不斷提高,誘變的植物品種越來越多,其方法也越來越成熟。

2在微生物品種改良方面

自1994年發(fā)現(xiàn)離子注入鏈霉菌產(chǎn)生誘變效應(yīng)以來,我國在微生物品種改良領(lǐng)域取得了豐碩成果,在生產(chǎn)實踐中也得到廣泛應(yīng)用。運用離子注入技術(shù)進行微生物誘變育種,可表現(xiàn)出較高的突變率和誘變效率。利用低能N+注入擬威克酵母,成功選育出突變菌株,其槐糖脂含量提高84.71%,有效解決了槐糖脂在藥物方面的需求[7]。利用N+對紅曲霉M14進行誘變后,其誘變菌株發(fā)酵產(chǎn)物中洛伐他汀含量相對出發(fā)菌株提高70%,具有一定的應(yīng)用價值[8]。采用N+注入對出發(fā)菌株米根霉PW352進行誘變改良,得到突變米根霉菌株RLC41-6,其L(+)-乳酸生產(chǎn)能力和速率均大幅提高[9]。利用低能N+注入誘變深黃被孢霉As3.3410菌株,篩選得到突變株F312,其γ-亞麻酸產(chǎn)量比原菌株提高了157.5%[10]。利用12C6+輻照酵母,選育出高產(chǎn)突變菌株C03A,發(fā)酵速率、發(fā)酵產(chǎn)酒率大幅提高[11]。利用N+注入誘變,篩選出高產(chǎn)瓊膠酶菌株WL-15,其產(chǎn)酶活力顯著提高[12]。隨著離子束注入技術(shù)在微生物品種改良方面的不斷發(fā)展,為我國食品加工、藥物、能源等行業(yè)提供了越來越多的新菌種,并順利實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,開創(chuàng)了我國微生物育種應(yīng)用的嶄新局面。

3在介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因方面

相比電激法、基因槍法等傳統(tǒng)方法,使用離子束注入進行介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移,取材方便,可直接利用種胚和愈傷組織等作為外植體進行操作;由于刻蝕作用產(chǎn)生的微孔,可為外源基因進入細胞內(nèi)部提供便利;由于電荷交換作用,可使自身帶有的正電荷在微孔內(nèi)大量積累,對帶負電荷的外源基因產(chǎn)生吸引;離子束注入時造成的微孔內(nèi)部分染色體損傷,可為外源基因進入受體細胞后進行整合重組提供便利。我國自1989年*證實離子束可用于基因工程以來,已先后在水稻、小麥以及棉花多種高等植物及部分微生物上取得成功。將經(jīng)N+注入的小麥種子浸泡在小黑麥全基因組DNA中進行選育,形成的變異材料蛋白含量及品質(zhì)均明顯提高[13]。利用Ar+處理,將白棉全DNA導(dǎo)入彩棉墾綠一號中,使受體后代變異頻率有效增加,受體彩棉抗病性顯著增強[14]。通過低能Ar+和N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳穩(wěn)定、高含量的生物合成甘草酸(GA)、甘草次酸(GAs)重組酵母菌[15]。利用Ar+、N+介導(dǎo)技術(shù),將藍基因組DNA成功轉(zhuǎn)移到釀酒酵母、漢遜酵母中,其重組菌株胞外、含量大大提高[16]。利用N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳性狀穩(wěn)定的產(chǎn)、偽黃堿重組酵母工程菌株[17]。作為近年來發(fā)展的生物工程技術(shù),離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因法的應(yīng)用對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了重要的推動作用。

4在其它研究領(lǐng)域方面

由于離子束注入時需要短暫真空、低溫環(huán)境,使大多數(shù)動物受體無法耐受,所以相比較在植物、微生物改良方面的快速發(fā)展,離子注入在動物方面的研究一直進展緩慢,目前只集中在家蠶與果蠅等動物。在環(huán)境保護和治理領(lǐng)域應(yīng)用則逐漸增多,目前主要應(yīng)用在污水處理、土地荒漠化治理等方面。通過離子束注入誘變,對活性污泥進行輻照,可有效降解污水中的有機廢物;利用離子束改良,可促使植物根系產(chǎn)生有機酸以供土壤微生物生長,有利于土壤微生物在沙地中固氮、解磷、解鉀,為植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),該技術(shù)經(jīng)國家863課題“離子束植被改良與新材料聯(lián)用固沙技術(shù)”實際應(yīng)用,效果良好。此外,在生命起源和人類健康領(lǐng)域也有一定研究,作為目前的癌癥治療手段,離子束技術(shù)具有正常組織損傷小、靶區(qū)腫瘤細胞殺滅*、定位、毒副作用小等特點,在臨床醫(yī)學(xué)特別是深部腫瘤治療方面已得到廣泛應(yīng)用。我國也成為繼美、日、德之后,第四個將重離子束技術(shù)應(yīng)用于腫瘤治療的國家。

5結(jié)語

離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,以其誘變變異頻率高、生理損傷輕、突變譜廣、存活率高、技術(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點,已逐漸成為生物培養(yǎng)與改良的重要手段之一,為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。本文分別就近年來離子束生物工程技術(shù)在植物遺傳育種、微生物品種改良、介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因以及環(huán)境治理、生命起源和人類健康等方面的應(yīng)用進展和一些階段性成果進行了闡述,并對其未來的應(yīng)用前景進行了展望,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

VICKERS 備件 KHDG5V-5-2C100N-X-VM-V1-H1

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YOKOHAMA 進口液壓油管 RC205 50 8400 SHAST=SHALS

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HYDAC 開關(guān) EDS344-2-250-000

LINCOLN ZPU泵芯 505-30405-3 ZPU泵芯

SENSORIK 備件 FSP 30-6E-22-04 SS + FSP 30-6S-20-04 SS

WUNTRONIC 高斯儀 KOSHAVA4

IFM 壓力變送器 outpk6522 pmax=200bar

LAPP 配件 LAP.1135505

離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,與其它傳統(tǒng)的輻射誘變方法相比,具有更高的生物效應(yīng),為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。近年來,我國離子束生物工程技術(shù)得到迅速發(fā)展,在相關(guān)領(lǐng)域取得了階段性成果,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

關(guān)鍵詞:離子束;生物工程技術(shù);遺傳改良

離子束是指將元素的離子經(jīng)過高能加速器作用后所獲得的放射線。離子束與生命物質(zhì)之間建立的關(guān)系可追溯到上世紀(jì)80年代,中科院余增亮研究員將超低能N+離子注入水稻干種子中,在短時間內(nèi)育成幾個新品種,讓人們開始認識到離子束在生物學(xué)領(lǐng)域的巨大前景。與傳統(tǒng)誘變源相比,離子束具有高傳能線密度、尖銳的電離峰和低氧增比,可控制入射深度和部位,產(chǎn)生能量沉積、動量傳遞、質(zhì)量沉積和電荷交換等生物效應(yīng),從而引起基因突變。作為一門交叉學(xué)科,離子束生物工程技術(shù)已越來越受到國內(nèi)外專家關(guān)注,我國作為其自主知識產(chǎn)權(quán)擁有國,也在相關(guān)領(lǐng)域取得了重要的階段性成果。本文將就離子束生物工程技術(shù)在我國的應(yīng)用與研究進展進行回顧與展望,以期為今后的進一步發(fā)展提供參考。

1在植物遺傳育種方面

作為離子束生物技術(shù)應(yīng)用的早領(lǐng)域,相較于傳統(tǒng)誘變方法,利用離子注入方法進行植物誘變育種,在質(zhì)量、能量、電荷三因子協(xié)同作用影響下,可產(chǎn)生豐富的基因突變,且變異幅度大、頻率高、良性多,已成為我國植物品種改良有效手段之一。從上世紀(jì)80年代起,安徽省農(nóng)科院水稻所、浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)等機構(gòu)即先后開展這方面的研究,并先后成功選育S9042、早秈14、D9055、早秈903等多個水稻新品種,經(jīng)大規(guī)模推廣應(yīng)用,*。用16O8+輻照春小麥風(fēng)干種子,成功育成我國例重離子束輻照小麥新品種“隴輻2號”[1]。將經(jīng)低能Ar+和N+注入的番茄種子進行培育,其果實的營養(yǎng)品質(zhì)明顯提高[2]。利用12C6+輻照大蔥種子,其M1代結(jié)果期的株高、白長、花序直徑和種子產(chǎn)量明顯增加[3]。將N+誘變后的茶樹為原料進行選育繁殖,成功選育“茶農(nóng)8號”、“茶農(nóng)1號”新品種[4]。對雞冠花離子注入處理,其M1代生長發(fā)育時期有效提前,株高、冠幅、葉形、分枝等均有顯著差異[5]。用離子輻照永19玉米自交系,其后代植株株高、穗位高與對照相比變異極顯著[6]。隨著研究技術(shù)的不斷提高,誘變的植物品種越來越多,其方法也越來越成熟。

2在微生物品種改良方面

自1994年發(fā)現(xiàn)離子注入鏈霉菌產(chǎn)生誘變效應(yīng)以來,我國在微生物品種改良領(lǐng)域取得了豐碩成果,在生產(chǎn)實踐中也得到廣泛應(yīng)用。運用離子注入技術(shù)進行微生物誘變育種,可表現(xiàn)出較高的突變率和誘變效率。利用低能N+注入擬威克酵母,成功選育出突變菌株,其槐糖脂含量提高84.71%,有效解決了槐糖脂在藥物方面的需求[7]。利用N+對紅曲霉M14進行誘變后,其誘變菌株發(fā)酵產(chǎn)物中洛伐他汀含量相對出發(fā)菌株提高70%,具有一定的應(yīng)用價值[8]。采用N+注入對出發(fā)菌株米根霉PW352進行誘變改良,得到突變米根霉菌株RLC41-6,其L(+)-乳酸生產(chǎn)能力和速率均大幅提高[9]。利用低能N+注入誘變深黃被孢霉As3.3410菌株,篩選得到突變株F312,其γ-亞麻酸產(chǎn)量比原菌株提高了157.5%[10]。利用12C6+輻照酵母,選育出高產(chǎn)突變菌株C03A,發(fā)酵速率、發(fā)酵產(chǎn)酒率大幅提高[11]。利用N+注入誘變,篩選出高產(chǎn)瓊膠酶菌株WL-15,其產(chǎn)酶活力顯著提高[12]。隨著離子束注入技術(shù)在微生物品種改良方面的不斷發(fā)展,為我國食品加工、藥物、能源等行業(yè)提供了越來越多的新菌種,并順利實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,開創(chuàng)了我國微生物育種應(yīng)用的嶄新局面。

3在介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因方面

相比電激法、基因槍法等傳統(tǒng)方法,使用離子束注入進行介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移,取材方便,可直接利用種胚和愈傷組織等作為外植體進行操作;由于刻蝕作用產(chǎn)生的微孔,可為外源基因進入細胞內(nèi)部提供便利;由于電荷交換作用,可使自身帶有的正電荷在微孔內(nèi)大量積累,對帶負電荷的外源基因產(chǎn)生吸引;離子束注入時造成的微孔內(nèi)部分染色體損傷,可為外源基因進入受體細胞后進行整合重組提供便利。我國自1989年*證實離子束可用于基因工程以來,已先后在水稻、小麥以及棉花多種高等植物及部分微生物上取得成功。將經(jīng)N+注入的小麥種子浸泡在小黑麥全基因組DNA中進行選育,形成的變異材料蛋白含量及品質(zhì)均明顯提高[13]。利用Ar+處理,將白棉全DNA導(dǎo)入彩棉墾綠一號中,使受體后代變異頻率有效增加,受體彩棉抗病性顯著增強[14]。通過低能Ar+和N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳穩(wěn)定、高含量的生物合成甘草酸(GA)、甘草次酸(GAs)重組酵母菌[15]。利用Ar+、N+介導(dǎo)技術(shù),將藍基因組DNA成功轉(zhuǎn)移到釀酒酵母、漢遜酵母中,其重組菌株胞外、含量大大提高[16]。利用N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳性狀穩(wěn)定的產(chǎn)、偽黃堿重組酵母工程菌株[17]。作為近年來發(fā)展的生物工程技術(shù),離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因法的應(yīng)用對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了重要的推動作用。

4在其它研究領(lǐng)域方面

由于離子束注入時需要短暫真空、低溫環(huán)境,使大多數(shù)動物受體無法耐受,所以相比較在植物、微生物改良方面的快速發(fā)展,離子注入在動物方面的研究一直進展緩慢,目前只集中在家蠶與果蠅等動物。在環(huán)境保護和治理領(lǐng)域應(yīng)用則逐漸增多,目前主要應(yīng)用在污水處理、土地荒漠化治理等方面。通過離子束注入誘變,對活性污泥進行輻照,可有效降解污水中的有機廢物;利用離子束改良,可促使植物根系產(chǎn)生有機酸以供土壤微生物生長,有利于土壤微生物在沙地中固氮、解磷、解鉀,為植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),該技術(shù)經(jīng)國家863課題“離子束植被改良與新材料聯(lián)用固沙技術(shù)”實際應(yīng)用,效果良好。此外,在生命起源和人類健康領(lǐng)域也有一定研究,作為目前的癌癥治療手段,離子束技術(shù)具有正常組織損傷小、靶區(qū)腫瘤細胞殺滅*、定位、毒副作用小等特點,在臨床醫(yī)學(xué)特別是深部腫瘤治療方面已得到廣泛應(yīng)用。我國也成為繼美、日、德之后,第四個將重離子束技術(shù)應(yīng)用于腫瘤治療的國家。

5結(jié)語

離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,以其誘變變異頻率高、生理損傷輕、突變譜廣、存活率高、技術(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點,已逐漸成為生物培養(yǎng)與改良的重要手段之一,為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。本文分別就近年來離子束生物工程技術(shù)在植物遺傳育種、微生物品種改良、介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因以及環(huán)境治理、生命起源和人類健康等方面的應(yīng)用進展和一些階段性成果進行了闡述,并對其未來的應(yīng)用前景進行了展望,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

B+R 電器件 OGH-CP260.60

EPCOS 備件 B25667C4467A375

EUCHNER 備件 RC18EF6M-C1825

STOBER 配件 FDS4024/B 變頻器 021-61728842

BINKS 備件 873108

VAHLE 備件 161722

TOPWORX 限位開關(guān) DXP-T21GNEB

HEIDENHAIN 編碼器 ECN113 2048 03S17-58 ID:528100-24

HUBNER 編碼器 HOG 10 D 1024 I  SN:2427085

HYDAC 過濾器 0660R020BN4HC

IGUS 拖鏈 10.038.075.0 300節(jié)

HYDAC 板式球閥 KHP-16-1214-02X

GABBRIELLI 備件 ART. GT1563

HEIDENHAIN 編碼器 749144-16

FIPA 真空泵(包括電機) DT10B3 10M3/n 1400n/min 120mbar

HYDAC 皮囊 236088:(BLASE10L)

TECNOLOGIC 溫控器 TLZ12 HRRB16S

CENTERLINE 蝶閥 ALSD5B100F    DN80;PN16

VEGA 液位計 PULS65 XXKGPHAMA

THALHEIM 備件 ITD21A4 Y82 1024 H NI KR1 E14 序列號316077

FRONIUS 備件 3403502151

MCMASTERCARR M12 FLT.WSHR WASHER,F(xiàn)LAT-M 訂貨號:91166A290

B+R 4輸入模擬量輸入模塊 X20AI4622

ELTRA 編碼器 EL40A1024Z5/28P6X6PR2編碼器

LOWARA 備件 PLM90BG/322

BEDIA 備件 15300119

CEG 電機 ET049STD02929C(右旋)

CONTRINEX 光幕 YBB-30S4-0900-G012

THWING-ALBERT 備件 225-1

AMF 備件 424168

CRANE 內(nèi)村 Seat ring KS1A00659H0000

STAUBLI 直水接頭 RPL12.6816/KR

MTS 位置傳感器 RHM200MP10AS1B8100   DC24

TWK 編碼器 CF106-124.1 G09A06

WAMPFLER 電軌 081315-5X12

PHOENIX 端子及附件 SZS 0.6*2.5 VED

MTS 傳感器 RHM1000MP101S1B6100

BRAUN 轉(zhuǎn)速數(shù)顯儀 D421.51U2 85-265V 5VA

SPOHN+BURKHARDT 電位計 PD550-2K0/2K0 S233  70540

HUBNER 編碼器 POG 10 DN 1024R Ser.Nr1711895帶插頭

ETA 備件 3600-p10-s1-4A

TILLQUIST 電流變送器 I480L-154定貨號:2177790/1100

MTS 傳感器 RHM0950MK031S1G3100

BRUCKNER 頂針  莫氏5號 ZAG MK5 2152:60A

HEIDENHAIN 編碼器 ROD431  1024 50S12-36  Id Nr. 309 288-01.

FERRAZ 熔斷器 FR10GB69V3

KSB 備件 411.10 For HPH 350-500  9970968564/001000

MTS 磁尺 RHM0310MP051S1B2100

VEGA 雷達料位計用防塵罩 PLICSSH.A

FRAKO 控制器 EMR1100S

POINT GREY 光源控制器 FFMV-03M2M-CS  SN:13028629

SCHUNK 氣缸 PGN+125-1-AS  0371403

MITSUBISHI I/O模塊 AJ65SBT-RPS

KISTLER 壓力傳感器 STAMO 108526 50KN

MTS 磁環(huán) 201542

TITAN 夾爪檔板 120001-6113

WATT 備件 MMFW161U FREMDLUFTUNG F.WA.161 200-290/380-500V D/Y 50/60HZ

MAHLE 備件 PI2204 RN PS6

MTS 傳感器 RHM0630MP051S1G8100

EAO 備件 61-8470.12

PHOENIX 備件 2866763

WIKA 壓力表 111.12.40 0-6bar 訂貨號:7565853 0371-63831833

WALDMANN 機床燈 R70CE-12411144024VDC24W

HYDAC 泵 MFZP-3/3.0/P/100/100/RV6/2.2/4

HEIDENHAIN 過濾器 ID:810421-01

ZIMMER 鎖緊缸 MK3001A

E+H 物位計 FTI55-AAALRV143ALA

FRABA 帶配套聯(lián)軸器 OCD-DPC1B-1212-C10S-H3P

ROLAND 傳感器連接線 CPM12S-G  25M

HYDAC 濾油機 OFU10P2N2B10B

FLENDER 聯(lián)軸器 000.001.280.783

BECKHOFF 通訊卡 FC2001-4A

KNOLL 濾網(wǎng) W=0.50;550*182

E+L 紅外線電眼 FR5001 CH-327241紅外線電眼

INTEGRAL HYDRAULIK 電磁閥 W4A-16VM004-D C 205

BAMO 液面監(jiān)控器 NIVOSWITCH RCM-400-3

BURKERT 備件 00150537

E+L 馬達屏蔽線 CH-006462

HENGSTLER 計數(shù)器 1405669

BUHLER 備件 NS10/15-AM-K5-SK166/300

WOEHNER 熔斷器管座(母線式) ORDER NO.01498 E18/63A/40

E+L 傳感器 FX4531 NR:300101

HONSBERG 流量計 VD025.GR  020-195

VEM 電機 KPER90S4 ExeII T3 1kW 230/400V 50Hz V18

QUEL 電源模板 VME200V329    SERIAL No:64922

TAMRON 鏡頭 M118FM08

SMC 夾緊電磁閥 VP4150-104G(1)

HYDAC 單向節(jié)流閥 DRVP-40-01.X

PHOENIX 開關(guān)電源 QUINT-PS/1AC/24DC/5 023-63726464

MOOG .DEH,DDV閥航空插頭 B97007-061

HYDAC 備件 N40FM-P040-PES1F

KROM 備件 DG50U-3/84447350 10mbar

HUNBER 編碼器 SR 982300 HOGS 75 DN 1024 R

TITAN 右通道護板 4500301540

MTS 編碼器 RHM0650MD631P102

REXROTH 備件 R901142832  Z2S 6-1-64/V SO150

SUN 平衡閥 CACG-LGV

SIGMATEK PLC模塊 DVI021

Wurtt Elektromotore 備件 ODG 714 Nr:2 884 139

HOHNER 備件 70-1490BC-360

RITTAL 電柜空調(diào) SK3302100

再遠也是近GEMAC傳感器IS2XP060-I-EL

再遠也是近GEMAC傳感器IS2XP060-I-EL

離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,與其它傳統(tǒng)的輻射誘變方法相比,具有更高的生物效應(yīng),為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。近年來,我國離子束生物工程技術(shù)得到迅速發(fā)展,在相關(guān)領(lǐng)域取得了階段性成果,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

關(guān)鍵詞:離子束;生物工程技術(shù);遺傳改良

離子束是指將元素的離子經(jīng)過高能加速器作用后所獲得的放射線。離子束與生命物質(zhì)之間建立的關(guān)系可追溯到上世紀(jì)80年代,中科院余增亮研究員將超低能N+離子注入水稻干種子中,在短時間內(nèi)育成幾個新品種,讓人們開始認識到離子束在生物學(xué)領(lǐng)域的巨大前景。與傳統(tǒng)誘變源相比,離子束具有高傳能線密度、尖銳的電離峰和低氧增比,可確控制入射深度和部位,產(chǎn)生能量沉積、動量傳遞、質(zhì)量沉積和電荷交換等生物效應(yīng),從而引起基因突變。作為一門交叉學(xué)科,離子束生物工程技術(shù)已越來越受到國內(nèi)外專家關(guān)注,我國作為其自主知識產(chǎn)權(quán)擁有國,也在相關(guān)領(lǐng)域取得了重要的階段性成果。本文將就離子束生物工程技術(shù)在我國的應(yīng)用與研究進展進行回顧與展望,以期為今后的進一步發(fā)展提供參考。

1在植物遺傳育種方面

作為離子束生物技術(shù)應(yīng)用的早領(lǐng)域,相較于傳統(tǒng)誘變方法,利用離子注入方法進行植物誘變育種,在質(zhì)量、能量、電荷三因子協(xié)同作用影響下,可產(chǎn)生豐富的基因突變,且變異幅度大、頻率高、良性多,已成為我國植物品種改良有效手段之一。從上世紀(jì)80年代起,安徽省農(nóng)科院水稻所、浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)等機構(gòu)即先后開展這方面的研究,并先后成功選育S9042、早秈14、D9055、早秈903等多個水稻新品種,經(jīng)大規(guī)模推廣應(yīng)用,*。用16O8+輻照春小麥風(fēng)干種子,成功育成我國一例重離子束輻照小麥新品種“隴輻2號”[1]。將經(jīng)低能Ar+和N+注入的番茄種子進行培育,其果實的營養(yǎng)品質(zhì)明顯提高[2]。利用12C6+輻照大蔥種子,其M1代結(jié)果期的株高、白長、花序直徑和種子產(chǎn)量明顯增加[3]。將N+誘變后的茶樹為原料進行選育繁殖,成功選育“茶農(nóng)8號”、“茶農(nóng)1號”新品種[4]。對雞冠花離子注入處理,其M1代生長發(fā)育時期有效提前,株高、冠幅、葉形、分枝等均有顯著差異[5]。用離子輻照永19玉米自交系,其后代植株株高、穗位高與對照相比變異極顯著[6]。隨著研究技術(shù)的不斷提高,誘變的植物品種越來越多,其方法也越來越成熟。

2在微生物品種改良方面

自1994年發(fā)現(xiàn)離子注入鏈霉菌產(chǎn)生誘變效應(yīng)以來,我國在微生物品種改良領(lǐng)域取得了豐碩成果,在生產(chǎn)實踐中也得到廣泛應(yīng)用。運用離子注入技術(shù)進行微生物誘變育種,可表現(xiàn)出較高的突變率和誘變效率。利用低能N+注入擬威克酵母,成功選育出突變菌株,其槐糖脂含量提高84.71%,有效解決了槐糖脂在藥物方面的需求[7]。利用N+對紅曲霉M14進行誘變后,其誘變菌株發(fā)酵產(chǎn)物中洛伐他汀含量相對出發(fā)菌株提高70%,具有一定的應(yīng)用價值[8]。采用N+注入對出發(fā)菌株米根霉PW352進行誘變改良,得到突變米根霉菌株RLC41-6,其L(+)-乳酸生產(chǎn)能力和速率均大幅提高[9]。利用低能N+注入誘變深黃被孢霉As3.3410菌株,篩選得到突變株F312,其γ-亞麻酸產(chǎn)量比原菌株提高了157.5%[10]。利用12C6+輻照酵母,選育出高產(chǎn)突變菌株C03A,發(fā)酵速率、發(fā)酵產(chǎn)酒率大幅提高[11]。利用N+注入誘變,篩選出高產(chǎn)瓊膠酶菌株WL-15,其產(chǎn)酶活力顯著提高[12]。隨著離子束注入技術(shù)在微生物品種改良方面的不斷發(fā)展,為我國食品加工、藥物、能源等行業(yè)提供了越來越多的新菌種,并順利實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,開創(chuàng)了我國微生物育種應(yīng)用的嶄新局面。

3在介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因方面

相比電激法、基因槍法等傳統(tǒng)方法,使用離子束注入進行介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移,取材方便,可直接利用種胚和愈傷組織等作為外植體進行操作;由于刻蝕作用產(chǎn)生的微孔,可為外源基因進入細胞內(nèi)部提供便利;由于電荷交換作用,可使自身帶有的正電荷在微孔內(nèi)大量積累,對帶負電荷的外源基因產(chǎn)生吸引;離子束注入時造成的微孔內(nèi)部分染色體損傷,可為外源基因進入受體細胞后進行整合重組提供便利。我國自1989年*證實離子束可用于基因工程以來,已先后在水稻、小麥以及棉花多種高等植物及部分微生物上取得成功。將經(jīng)N+注入的小麥種子浸泡在小黑麥全基因組DNA中進行選育,形成的變異材料蛋白含量及品質(zhì)均明顯提高[13]。利用Ar+處理,將白棉全DNA導(dǎo)入彩棉墾綠一號中,使受體后代變異頻率有效增加,受體彩棉抗病性顯著增強[14]。通過低能Ar+和N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳穩(wěn)定、高含量的生物合成甘草酸(GA)、甘草次酸(GAs)重組酵母菌[15]。利用Ar+、N+介導(dǎo)技術(shù),將藍黃基因組DNA成功轉(zhuǎn)移到釀酒酵母、漢遜酵母中,其重組菌株胞外、偽含量大大提高[16]。利用N+注入介導(dǎo),成功獲得多株遺傳性狀穩(wěn)定的產(chǎn)、偽黃堿重組酵母工程菌株[17]。作為近年來發(fā)展的生物工程技術(shù),離子束介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因法的應(yīng)用對我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了重要的推動作用。

4在其它研究領(lǐng)域方面

由于離子束注入時需要短暫真空、低溫環(huán)境,使大多數(shù)動物受體無法耐受,所以相比較在植物、微生物改良方面的快速發(fā)展,離子注入在動物方面的研究一直進展緩慢,目前只集中在家蠶與果蠅等動物。在環(huán)境保護和治理領(lǐng)域應(yīng)用則逐漸增多,目前主要應(yīng)用在污水處理、土地荒漠化治理等方面。通過離子束注入誘變,對活性污泥進行輻照,可有效降解污水中的有機廢物;利用離子束改良,可促使植物根系產(chǎn)生有機酸以供土壤微生物生長,有利于土壤微生物在沙地中固氮、解磷、解鉀,為植物提供充足的營養(yǎng)物質(zhì),該技術(shù)經(jīng)國家863課題“離子束植被改良與新材料聯(lián)用固沙技術(shù)”實際應(yīng)用,效果良好。此外,在生命起源和人類健康領(lǐng)域也有一定研究,作為目前的癌癥治療手段,離子束技術(shù)具有正常組織損傷小、靶區(qū)腫瘤細胞殺滅*、定位確、毒副作用小等特點,在臨床醫(yī)學(xué)特別是深部腫瘤治療方面已得到廣泛應(yīng)用。我國也成為繼美、日、德之后,第四個將重離子束技術(shù)應(yīng)用于腫瘤治療的國家。

5結(jié)語

離子束生物工程技術(shù)作為一門起源于我國的交叉學(xué)科,以其誘變變異頻率高、生理損傷輕、突變譜廣、存活率高、技術(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點,已逐漸成為生物培養(yǎng)與改良的重要手段之一,為生物遺傳改良和基因工程開辟了新路徑。本文分別就近年來離子束生物工程技術(shù)在植物遺傳育種、微生物品種改良、介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因以及環(huán)境治理、生命起源和人類健康等方面的應(yīng)用進展和一些階段性成果進行了闡述,并對其未來的應(yīng)用前景進行了展望,將有助于加深人們對離子束生物工程技術(shù)的了解和關(guān)注。

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