微生物菌种诱变育种机

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• 更新时间：2017-10-24
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微生物菌种诱变育种机
常压低温气体放电等离子体是近几年来发展起来的一种新的等离子体源，能够在常压（1 atm）下产生温度在25~40℃之间的、具有高活性粒子（如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。科学研究表明，等离子体中适当剂量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著变化，

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微生物菌种诱变育种机

常压低温气体放电等离子体是近几年来发展起来的一种新的等离子体源，能够在常压（1 atm）下产生温度在25~40℃之间的、具有高活性粒子（如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。科学研究表明，等离子体中适当剂量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著变化，zui终导致微生物产生致畸突变。与传统诱变方法相比，采用常压低温等离子体有效造成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；与分子操作手段相比，常压低温等离子体进行微生物诱变育种具有操作简便、成本低、无有毒有害物质参与诱变过程等优点。常压低温等离子体育种机对单一菌种或混合菌种的诱变育种均适用，对人体无副作用，对环境无污染，是一种高效、绿色、环保的新一代基于物理化学因子耦合强化作用的微生物育种新技术。

微生物菌种诱变育种机

ARTP 诱变机理简介

采用氦气为工作气体的常压低温等离子体源的发射光谱如下图所示，从中可以看到该等离子体源中含有多种化学活性粒子成分，如OH（A2　+, 　=0 → X2　,　′=0, 306-310 nm）、氮分子二正系统（C3　u－B3　g）、氮分子一负系统（B2　u－X2　g）、激发态氦原子、氢原子和氧原子等。实验证明，等离子体中的这些化学活性粒子能够使DNA 等遗传物质的分子结构发生改变（如下图所示），从而改变微生物基因组，产生多样的变异。

ARTP 诱变育种设备

清华大学等离子体健康科学研究组（工程物理系）和环境生物技术实验室（化学工程系）利用国际先进的常压低温等离子体产生技术，结合近年的实验研究结果与自动控制方法，联合研制出第二代ARTP-II 型常压室温等离子体育种机（见封面图片）。该育种机具有工作稳定、无需预热、操作简便、人机交互性能好等优点，能够在工业环境下产生常压低温等离子体使菌种产生诱变，加快诱变育种进程，提高工业生产效率。ARTP-II 型常压室温等离子体生物育种机主要工作参数范围如下表所示：

ARTP-II 型常压室温等离子体生物育种机的优点主要有：

①数字化：

􀂾 ARTP-II 型育种机驱动电源0-500W 宽范围、高精度、连续可调，适合处理多种类型生物样品；

􀂾 相比以往产品，ARTP-II 型育种机等离子体发生装置采用数字化全固态射频电源控制，无需预热时间，即开即用；

􀂾 ARTP-II 型育种机内置新型封闭式循环冷却系统，采用液压轴承双静音风扇和液冷纯铜散热排对等离子体发生装置进行冷却，有效保障系统稳定、安全、长时间工作；

②智能化：

􀂾 ARTP-II 型育种机以可编程逻辑控制器(PLC)作为控制核心，运行稳定、配置灵活，具有强大的计算、扩展和容错能力；

􀂾 ARTP-II 型育种机采用5.7 寸STN 触摸式彩色液晶屏作为系统交互界面，具有IP65 防护等级，可靠性高，人机界面友好，使用便捷；

􀂾 ARTP-II 型育种机基于自动化处理流程，同时具有丰富的运行参数监控功能：处理时间、系统功率、气体流量、等离子体射流温度等参数可以直观显示在面板上；

③易用化：

􀂾 ARTP-II 型育种机操作界面简洁明了，系统控制按钮根据功能分区位于触摸屏和前面板中，整机设计充分考虑人体工程学原理和EMC（电磁兼容）性，安全可靠。

􀂾 ARTP-II 型育种机相比上一代产品体积缩小3/5，可以方便地放置于操作台面，外形美观。目前除了本研究小组将ARTP 成功用于微生物育种外，已为过内外多个研究小组提供服务，对微生物进行诱变并通过筛选得到了具有正突变效果、高产、稳定遗传的突变菌株。