一,、育種領域有哪些？

細菌,、酵母,、藻類、真菌,、作物,、魚類...

二、育種目標：

• 希望提高有用成分的產出效率

• 希望提高菌株的繁殖能力

• 希望加快生長速度

• 希望增加耐受性希望提高產量

• 希望調整獲取時間... ...

三,、針對育種目標,，您可能會遇到以下情況：

• 得不到想要的變異株

• 使用的方法受到限制

• 不愿使用危險品

四、生物產業(yè)的關鍵技術問題和解決途徑：

▲圖丨：摘自陳堅院士報告

五,、細胞工廠構建,，可以利用ARTP
原理：ARTP（Atmospheric Room Temperature Plasma）是一種全新的射頻放電技術,，該技術使用惰性氣體放電，能夠在常壓室溫條件下產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細胞的遺傳物質并導致DNA結構損傷，進而利用細胞自身高容錯率的修復機制,，產生大量的突變位點,，最終獲得大容量的基因突變庫。

六,、ARTP具有以下特點：

• 突變性能更強,、突變位點更豐富

• 放電條件溫和，活性粒子豐富,，使用方便安全

• 應用范圍廣泛,，包括植物界、真菌界,、動物界,、藻類、原生動物,、細菌等

截止到2022年10月21日,，中文文獻411篇，英文文獻169篇,，patents269篇,，學位論文176篇，共計1025篇,。

                                                             與UV相比可以得到多樣的變異體,，設備具有易操作，機器故障率低,，實驗等待時間短,，安全等特點
七、ARTP誘變原理：

• 高純氦氣激發(fā)的等離子體富含各種高能量的活性粒子,。

• 活性粒子可以透過細胞壁,、細胞膜并有效地作用于蛋白質、DNA等,。

• 活性粒子對DNA物質產生作用,，引起DNA結構的多樣性損傷。

• 細胞啟動SOS修復機制,，形成大量突變位點,。

• 誘變后菌株/植株經過篩選獲得性狀優(yōu)良的細胞，最終大大地提高生產效率,。

八,、ARTP安全高效：
常壓室溫等離子體ARTP獲得歐盟認證及美國UL認證。由于可以在常壓室溫下進行處理,，照射的等離子體溫度較低,，被證實適用于各種物種。.

九,、ARTP應用案例：
Case1：細菌領域成果多,、效果較好
篩選到高產L-亮氨酸的突變株，產量達到18.55 mg/g,，比出發(fā)菌株提高2.91倍,。（Nature Communications，9（2018））

Case2：霉菌產色素能力大幅度提升
突變菌株產橙,、黃色素能力比出發(fā)菌株分別提高136%,、43%。（核農學報,，2016,30（4）：654-661）

Case3：應用ARTP茂源鏈輪絲菌,，提高所產谷氨酰胺酶的酶活

采用ARTP技術對鏈霉菌孢子進行誘變,，突變率42.8%,，正突變率20.6%，高產突變株G2-1酶活達到2.73U/mL,，比出發(fā)菌株提高了82%,。（微生物學通報，2010,，37(11)：1642-1649）

Case4：優(yōu)良植物品系的選育

▲圖丨玉米矮桿突變M2代                                  玉米矮桿突變M3代
ARTP輻照玉米萌動種子,，M1代中發(fā)現(xiàn)矮稈、分蘗和雄性不育的玉米突變,。對M3矮稈突變株系與其親本基因組DNA重測序表明,，ARTP誘導玉米基因組突變率為0.083%，遠高于化學誘變,。

Case5：ARTP誘變育種技術在水產育種中的應用

ARTP處理牙鲆受精卵和精子,，突變體出現(xiàn)明顯的生長性狀分離；在全基因組水平,，ARTP誘導牙鲆的突變率高達0.064%,，遠高于ENU在其他魚類上所獲得的突變率。