文 献 综 述

1．微生物诱变育种方法的背景：

在微生物诱变育种中我们知道较常规的诱变育种方法主要为物理诱变育种和化学诱变育种。微生物的诱变育种，是以人工诱变手段诱发微生物基因突变， 改变遗传的结构和功能， 通过筛选，从多种多样的变异菌体中筛选出产量高、性状优良的突变株，并找出发挥这个突变株最佳培养基和培养条件，从而能使其在最适的环境条件下合成有效产物。微生物诱变育种的作用有很多，如提高有效产物的产量；改善菌种特性，提高产品质量； 简化工艺条件； 开发新品种， 产生新物质；用于研究推测产物的生物合成途径；与其他育种方法相结合^{[ 1,2 ]}。近年来， 随着新诱变因子的不断发现和筛选体系的进一步完善， 微生物诱变育种有了长足的发展。

其中物理诱变通常使用物理辐射中的各种射线， 包括紫外线、X射线、γ射线、α射线、β射线、快中子、微波、超声波、电磁波、激光射线和宇宙射线等。近年来，随着离子束的获得， 离子辐照诱变育种也成为诱变育种的1种新方法。本实验中即研究低能离子注入诱变的方法，来获得耐高温酿酒酵母的菌株。

2．低能离子注入诱变机理 ^[3,4,5,6]

一直以来，物理工作者从核物理、固体物理学原理出发,利用现代化的分析技术，从而已基本弄清了其诱变原理。一般，一个植物细胞就像一座运转良好的”城市”，一粒种子就更为复杂。尽管如此，对休眠的种子人们仅把它等效于一种”固定”的靶。一个能量几十至几百千电子伏的离子在它到达终位前，会将同靶中的分子、原子进行一系列的碰撞。当入射离子能量较高时，它与靶原子分子的作用主要是非弹性碰撞过程(电子阻止过程)，使生物分子电离或激发，导致电离损伤。入射离子能量逐渐降低后，弹性碰撞将起主要作用(核阻止过程)，通过碰撞、级联和反冲，导致几百个原子移位，留下空位和断键。随着入射离子能量进一步降低，核阻止本领急剧上升，能量损失达到峰值。此时，慢化的原初离子也将以高斯分布的形式沉积下来。如果注入的是活性离子，则它们在沉积过程中将不断地与生物分子键合、置换或者填充空位，形成新的分子基团。伴随着入射离子能量的沉积,其中小部分能量将随着动量方向指向表面而达到表面，引起生物体表面的二次粒子发射，即溅射。另外，入射离子在单次碰撞时直接把动量传给表面粒子，也会发射较高能量的二次离子。总而言之，低能离子和生物体作用的原初过程包含了能量的沉积、动量的传递、粒子的注入、电荷的交换四个方面。

3：离子束注入的生物效应^[3,4.5,6,7]

离子注入生物效应可分为以下几个阶段。

(1)物理阶段：入射离子与同靶原子发生碰撞，导致原子激发、电离，能量损失，同时慢化的原初入射离子也以高斯分布形式沉积下来。

(2)化学阶段：能量的传递、原子的解离及入射离子的沉积可能导致DNA分子的断裂、重排，引起基因突变和染色体畸变。