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浅谈高效率突变方法ARTP

更新时间:2023-06-30      点击次数:676


一、育种领域有哪些?

细菌、酵母、藻类、真菌、作物、鱼类...





二、育种目标:


三、针对育种目标,您可能会遇到以下情况:


四、生物产业的关键技术问题和解决途径:


▲图丨:摘自陈坚院士报告


五、细胞工厂构建,可以利用ARTP
原理:ARTP(Atmospheric Room Temperature Plasma)是一种全新的射频放电技术,该技术使用惰性气体放电,能够在常压室温条件下产生大量高能量的活性粒子;研究表明,活性粒子可以有效的用于细胞的遗传物质并导致DNA结构损伤,进而利用细胞自身高容错率的修复机制,产生大量的突变位点,最终获得大容量的基因突变库。

六、ARTP具有以下特点:

截止到2022年10月21日,中文文献411篇,英文文献169篇,patents269篇,学位论文176篇,共计1025篇。

                                                             与UV相比可以得到多样的变异体,设备具有易操作,机器故障率低,实验等待时间短,安全等特点
七、ARTP诱变原理:



八、ARTP安全高效:
常压室温等离子体ARTP获得欧盟认证美国UL认证。由于可以在常压室温下进行处理,照射的等离子体温度较低,被证实适用于各种物种。.




九、ARTP应用案例:
Case1:细菌领域成果多、效果较好
筛选到高产L-亮氨酸的突变株,产量达到18.55 mg/g,比出发菌株提高2.91倍。(Nature Communications,9(2018))



Case2:霉菌产色素能力大幅度提升
突变菌株产橙、黄色素能力比出发菌株分别提高136%、43%。(核农学报,2016,30(4):654-661)



Case3:应用ARTP茂源链轮丝菌,提高所产谷氨酰胺酶的酶活


▲图丨:ARTP诱变后的典型菌落特征(G1-G14为形态与出发菌株不同的典型菌落代表;G15为与出发菌株形态相同)

采用ARTP技术对链霉菌孢子进行诱变,突变率42.8%,正突变率20.6%,高产突变株G2-1酶活达到2.73U/mL,比出发菌株提高了82%。(微生物学通报,2010,37(11):1642-1649)


Case4:优良植物品系的选育


▲图丨玉米矮杆突变M2代                                  玉米矮杆突变M3代
ARTP辐照玉米萌动种子,M1代中发现矮秆、分蘖和雄性不育的玉米突变。对M3矮秆突变株系与其亲本基因组DNA重测序表明,ARTP诱导玉米基因组突变率为0.083%,远高于化学诱变。


Case5:ARTP诱变育种技术在水产育种中的应用



ARTP处理牙鲆受精卵和精子,突变体出现明显的生长性状分离;在全基因组水平,ARTP诱导牙鲆的突变率高达0.064%,远高于ENU在其他鱼类上所获得的突变率。

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▲图丨常压室温等离子体诱变育种仪ARTP(来源:天木生物)





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