物理诱变剂的资料说明

凡能诱发生物突变，并且突变率远远超过自发突变率的物理因子或化学因子，称为诱变剂（mutagen）。诱变剂的作用主要使DNA分子结构中的碱基发生改变，或者使染色体发主变化，通过DNA复制，形成一个具有新的碱基序列的突变体。

一.物理诱变剂

物理诱变剂又称为辐射，可以分为电离辐射（ionizing radiation）和非电离辐射（nonionizing radiation），它们都是以量子为单位的可以发射能量的射线，电离辐射中的X射线和γ射线都是高能电磁波，X射线的波长为0．06～136nm，由X射线机产生。γ7线的波长为O．006～1．4nm，其实是短波长X射线，由钻、镭等产生。x射线和γ射线之所以被称为电离辐射，是因为在照射过程中，它们能把物质分子或原子上的电子击中而产生正离子。快中子是不带电荷的粒子，不直接产生电离．但快中子穿过物质时能把原子核中的质子撞击出来而产生电离。

非电离辐射中的紫外线是一种波长短于紫色光的肉眼看不见的光线，波长为100～400nm。紫外线穿过物质时，使分子或原子中的内层电子能级提高，但不会得到或丢失电子，所以不产生电离，因此称为非电离辐射。

1.辐射引起生物变异的原因和生物效应

辐射的作用过程分为物理、物理、化学、化学和生物等几个阶段。当辐射处理生物细胞时，细胞首先接受辐射能量，穿过细胞壁、细胞膜，与DNA接触，产生一系列的化学反瘟，从而使DNA发生变化。DNA变化包括：形成嘧啶二聚体；DNA链发生断裂；碱基被氧化脱氨基作用；碱基分子中C-C链断裂形成开环；一个核苷酸被击中而使碱基或磷酸酯番离出来；在DNA分子一条单链的碱基之间或两条链的碱基之间发生交联作用。电离辐射引起基因突变和染色体畸变，非电离辐射主要形成嘧啶二聚体。辐射引起微生物变异或死亡与辐射剂量成正比。

2.辐射生物效应的影响因子

微生物经辐射处理后，其生物效应的强弱除决定于微生物内在遗传因子外，也受外界环境条件的影响。例如，含A、T高，对UV敏感．对电离辐射不敏感；氧气对电离辐射效应影响较大．氧气充足比氧气缺乏诱变效果好；在最适生长范围内，温度较高能增强辐射效应；水分对辐射也有影响，含水细胞比干细胞敏感性高；可见光可解除Uv的诱变效应。

3. 非电离辐射（noilionizing radiation）

紫外线是一种使用最早、沿用最久、应用广泛、效果明显的诱变剂，其诱变频率高，且不易回复突变。紫外线是微生物育种中最常用和比较有效的诱变剂之一。

日光中的紫外线部分为波长从100nm到t100nm之间的光，它的波长和能量都比较小。紫外线的杀菌活性取决于生物体在其中暴露时间的长短，暴露的时间越长杀菌活性就越大；紫外线的杀菌活性也决定于所用紫外线的波长。能诱发微生物突变的紫外线的有效光谱是200～300nm，最有效的是253．7nm，其原因是DNA强烈吸收260nm光谱而引起突变。30W紫外灯产生的紫外线光谱分布范围广，诱变效率差；而15w紫外灯产生的紫外线，80％集中在253.7nm，诱变效应好。

紫外线被DNA吸收而使同一条DNA链上相邻的两个胸腺嘧啶之间交联，形成胸腺嘧啶二聚体。
在DNA复制时核苷酸无法与胸腺嘧啶二聚体形成碱基对，这样DNA链的复制就被中断。然而，紫外线辐射的大部分损伤实际上是来自试图通过SOS修复过程来修复损伤的细胞。在含有大量胸腺嘧啶二聚体的DNA中，一个SOS修复过程被激活，为修复DNA作最后的努力。在SOS修复过程中，SOS系统的一种基因产物和DNA聚合酶结合，使I）NA聚合酶可以越过受损伤的DNA合成新的DNA。然而这种改变了的DNA聚合酶失去了校对功能，使得合成的DNA中含有许多错误插入的碱基（大部分化学诱变剂也会激活SOS修复）。

紫外线诱变剂量的表示方法可分为绝对剂量和相对计量。绝对剂量单位为erg①／mn2，需用计量仪测定；相对剂量单位通常用照射时间或杀菌率来表示。紫外线穿透能力差，照射时需打开培养皿的盖子。

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