等離子體誘變育種的國內外發展情況如何？

01-22

網上搜了半天也沒找到非常系統的對於這個方面的介紹。
希望能有大牛來講一下等離子體誘變育種當前國內外發展情況以及目前已經開展了哪些工作？取得了哪些進展？
拜謝

謝謝邀請。

我的研究方向並不是低溫等離子體物理，所以這個回答只能是拋磚引玉。

2011年我剛到中科院物理所時，在楊思澤研究員的實驗室見到了等離子體誘變育種，是和農科院的一個合作項目。

原理大致如 @楊茜所說，是將每次100粒左右的種子放置於等離子體氛圍中，從而誘導種子發生基因變異，再篩選出帶有我們想要基因的種子。

可以調節的參數有很多，比如等離子體的溫度、密度，放置的時間等等。當時實驗室有幾本手寫的實驗數據記錄本，密密麻麻記錄了非常多組的實驗結果。當時我就覺得等離子體誘變育種的理論工作可能尚不完善，否則也不需要用這種窮舉法去找合適的參數了……

後來楊思澤研究員退休了，也再沒聽說物理所有繼續研究這個領域的了。旁邊的中科院遺傳與發育所可能會有相關的研究，可以試試。

謝謝您的邀請，在郵件上看到邀請，但只有題目，查了些資料，可一看你的具體問題，我覺得我的回答可能對你沒有用。

在我的知識範圍內，我主要關注的是大田農作物，如：水稻，玉米，油菜，棉花等我們熟知的多數人種植的植物，在這些領域內，還沒有聽說等離子體誘變育種，我專門查了下等離子，短暫的學習讓我認為等離子體不是一種物質，而是一種物質存在狀態。它的一種非高溫形式atmospheric pressure glow discharge (APGD)在微生物中確實能起到誘變其基因組改變，從而讓微生物生產出人們想要的代謝物，如油。

想到也許能有其他人回答關於等離子體應用方面的問題，我想提供一些我知道的誘變育種的知識簡單的寫給你，希望你能多方面結合，找到論文的突破點，說不定植物里的等離子體育種策略就從你的論文開始了呢。

在作物里的誘變育種，其實就是用一些會影響基因（植物遺傳物質）結構的物質或者高能量形式去打亂基因原有結構，從而獲得對人類有利的形態（我們稱為性狀）的遺傳基因。然後我們再利用這個被突變的植物作為育種的原始材料，再往後就是遺傳學家和育種家的事了。你關注的是怎麼獲得這個突變植物。所以誘變育種其實很簡單，用什麼東西，處理一下植物，植物基因就變化，我們再把這個變化附加到現有的品種中去，就OK了。所以焦點就在，是什麼東西處理植物，處理什麼樣的植物，但後者是我們的事，比如一個已經2米高的柳樹你用什麼誘變也不可能把它變為松樹的。好，我們都用什麼處理呢，分為化學物質，主要有烷化劑、鹼基類似物、抗生素、疊氮化物、亞硝酸、羥胺和吖啶，在農作物中用得最多的是甲基磺酸乙酯 ( EMS) 、疊氮化鈉 (NaN 3

) 、平陽黴素 ( PYM)，特別是EMS，幾十年到一直在用，我實驗室的師姐也做過，當時還買了好高級一個防毒面具，主要是他的突變頻率高，容易得到突變株，但是卻很不好控制處理時用的EMS濃度，植物對這個很敏感，太高了就都死了，太低了又沒有突變，有時是有變化，但是植株卻是正常的，主要是因為植物基因組內有很大一部分是不工作的，這些不工作的地方被突變後大多數情況下是不能影響表型（也就是外表形態）的，如果你用等離子體做處理，請千萬要注意到這一點。另種情況是，突變的地方不只一處，這時也很麻煩，我們還得鑒定到底是哪裡的變化引發的表型變化，這個你也可以考慮。

另一方面就是用物理射線，各種射線，我們實驗組就有老師把種子放在神幾不記得了，我是在2011年左右聽說的，到太空去走一圈，所謂的航空育種，得到的種子拿回到篩選時，有的個體很大，有的缺胳膊少腿，這裡在說一下，植物或者說生物，都有」自我物種的保護意識「，突變至少90%以上都是有害突變，人類期望的高產優質的少之又少，所以育種人都不會指著這個發家，順便做而已。但是在分子育種研究中不一樣了，有時只能指望這個。

2013年最具影響力的分子生物學技術，CRISPR/Cas系統，全名為常間迴文重複序列叢集/常間迴文重複序列叢集關聯蛋白系統(clustered
regularly interspaced palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)，它能定點精準剪輯基因組，橫掃個各大頂級雜誌，它也是誘變，但是他能定點，單點突變。如果等離子也能做到，還能批量做，那就可以用在育種上了。

放放你的邀請，希望能對你有幫助。

不知道你還在不在做這個方向，勸你早點放棄，等離子體種子處理只能改變種皮表面形貌與組成，通過不同氣氛以及功率影響種子吸水性，其它的很難有啥作用，說多了的那都是忽悠。至於啥提高芽率之類，那是吸水性增強後的效果。部分處理也可以用憎水氣氛處理減緩吸水。現在種植浸種完全可以達到同樣的效果，浸種成本可以忽略不計，何必折騰這玩意那麼貴。

謝邀。鑒於樓上答得太好了，想必也是同行了，其論述的準確我都不知道該說啥了，連本人都點了贊同。

目前我們公司在賣等離子誘變系統（MPMS，北京艾德豪克國際技術有限公司），效果還可以，國內很多機構都購買了我們的產品。這種誘變方式，相對成本低，突變率較高；但是國外無相關產品在售，有可能還沒形成規模化應用。