作物抗病育种领域中,常压室温等离子体诱变育种仪ARTP技术为植物细胞工程提供新工具。以水稻愈伤组织诱变为例,研究者们建立了一套完整的等离子体处理-再生-筛选技术体系。通过在常压室温条件下调节等离子体作用剂量,在保持细胞分化能力的前提下诱导抗病相关基因突变。获得的突变株系对稻瘟病的抗性提升,且农艺性状保持稳定。分子标记分析证实,多个抗病相关... 【查看详情】
微生物在应对环境压力(如代谢产物、噬菌体、毒性物质)时,会进化出多样的适应性策略。液滴培养组学系统为在实验室中实时、高通量地研究这种进化动力学提供了强大的进化实验平台。其基本策略是在液滴中创建强烈的选择压力。例如,可以将对某种代谢产物敏感的微生物群体分散到包含亚抑菌浓度或逐渐升高浓度代谢产物的液滴中进行长期传代培养。液滴的物理... 【查看详情】
ARTP技术在作物抗逆性育种中表现出优势。以水稻种子为材料,通过优化等离子体处理参数,研究人员成功筛选出多个耐盐碱新株系。实验表明,经特定模式处理的种子在萌发期就表现出更强的逆境适应能力,其脯氨酸合成相关基因发生有益突变的频率提高约50%。这种技术之所以在抗逆育种中效果好,是因为等离子体能够同时激发多种应激响应通路,产生多基因协同突变效应... 【查看详情】
ARTP技术在食品工业微生物改良中取得丰硕成果。在益生菌育种方面,通过ARTP诱变获得了耐酸能力和肠道定植能力增强的双歧杆菌突变株。在发酵剂改良中,成功选育出风味物质产量提高的酵母菌株。这些改良菌株已广泛应用于酸奶、奶酪等发酵食品生产,极大地改善了产品品质和生产效率。与传统育种方法相比,ARTP技术对菌株发酵特性的改良更为值得夸赞,能够在... 【查看详情】
微生物代谢工程领域因液滴培养筛选系统的应用而加速发展。传统代谢工程中,评估工程菌株的性能通常需要经过繁冗的摇瓶培养或微孔板检测,通量有限且成本高昂。液滴微流控技术能够将单个工程菌株封装在液滴中,并添加特定的底物或指示剂,通过监测液滴内代谢产物的积累或荧光信号的变化,快速评估数千个工程菌株的生产性能。例如,在生物燃料生产中,可以基于液滴内脂... 【查看详情】
在实验方案优化方面,ARTP技术的关键参数需要系统研究。影响诱变效果的主要因素包括:工作气体组成、放电功率、处理时间、样品距离和菌悬液状态等。研究表明,采用氦气作为工作气体时通常能获得好的诱变效果。放电功率需要根据样品特性进行优化,过高会导致菌体大量死亡,过低则诱变效率不足。处理时间与突变率呈正相关,但需控制在合理范围内。样品距离影响等离... 【查看详情】
对于组织样本等具有复杂空间结构的生物学材料,液滴培养组学技术可以辅助进行空间转录组学的样本预处理与条形码标记。通过将组织消化后获得的单细胞或细胞核悬液与带有对应空间位置编码序列的微珠共同封装在液滴中,在液滴内完成mRNA的捕获并被打上位置标签,从而在后续的单细胞测序中保留细胞原始的空间位置信息。虽然这只是液滴技术作为分子生物学工具的一个应... 【查看详情】
细胞命运的决策,如分裂、分化、衰老或死亡,即使在遗传背景相同的克隆群体中也存在明显的随机异质性。液滴培养组学系统作为一个超高通量的单细胞培养与长期活细胞成像平台,使得同步追踪成千上万个细胞的整个生命历程成为可能。通过分析这些海量的单细胞行为轨迹数据,可以构建出精细的细胞命运决策图谱,定量揭示内在基因表达噪声、代谢波动与外在微环境信号如何共... 【查看详情】