在全球氣候變化加劇、耕地資源緊張的背景下,培育抗旱、耐鹽、抗病蟲害的作物新品種已成為保障糧食安全的關鍵。傳統育種周期長、效率低,而化學或輻射誘變又存在污染大、突變隨機性強等問題。近年來,等離子體誘變作為一種綠色、高效、可控的新型物理誘變技術,正從實驗室走向田間,為作物抗逆育種注入新動能。
等離子體是物質的第四態,由電子、離子、自由基和活性粒子組成。在非熱(冷)等離子體處理中,種子或植株組織暴露于特定氣體(如氦氣、氬氣或空氣)放電產生的活性環境中,這些高能粒子可穿透細胞壁,引發DNA鏈斷裂、堿基修飾等遺傳變異,從而誘導有益突變。與傳統誘變方式相比,等離子體誘變具有無殘留、操作簡便、突變率高且譜系廣等優勢。
科研人員已成功將該技術應用于水稻、小麥、玉米、大豆等多種主糧作物。例如,中國農業科學院團隊利用大氣壓等離子體處理水稻種子,篩選出多個耐鹽堿突變株系,在濱海鹽漬土中表現出顯著增產效果;另有研究通過等離子體誘變小麥,獲得抗條銹病且千粒重提升的新品系。這些成果不僅驗證了技術的可行性,也展示了其在復雜農藝性狀改良中的潛力。
更令人振奮的是,等離子體誘變設備正逐步小型化、智能化,便于集成到種子處理中心或育種基地。配合高通量表型篩選與基因組測序,科研人員可快速鎖定目標突變位點,大幅縮短育種周期。

從實驗室的精密放電裝置到廣袤田野里的抗逆良種,等離子體誘變正架起基礎研究與農業生產之間的橋梁。隨著技術標準的完善與應用模式的成熟,這項“綠色誘變”技術有望成為未來智慧育種體系的重要支柱,為應對異常氣候挑戰、實現可持續農業提供強有力的科技支撐。