离子束生物工程学是当前发展起来的一门新兴学科，研究人员对低能离子注入与生物体相互作用做了大量研究。但低能离子对生物体细胞产生的表观遗传调控及遗传调控的机理仍有许多问题尚待阐明。本文研究目标：①建立一种敏感、快速的能识别大肠杆菌GATC序列甲基化的检测方法以及碱基突变检测体系，为低能离子束诱发生物体产生遗传效应提供实验支持；②利用不同剂量和能量的低能离子注入转入了新质粒的大肠杆菌细胞，比较注入前后甲基化水平的变化，分析低能离子诱发生物体这种可遗传的变异与甲基化的关系；③尝试以大肠杆菌tonB基因作为突变谱研究的目的基因，通过和已有数据的比较，对离子注入导致活细胞的突变机理进行研究。本文取得了如下结果：　　 ⑴建立了一种快速、敏感的能识别大肠杆菌GATC序列的甲基化检测方法。把包含三个GATC(限制性酶BclI识别)位点、一个GAATTC位点(EcoRI识别)的新质粒pNT21转入大肠杆菌菌株AB1157(高甲基化)和GM2929(低甲基化)，利用限制性内切酶BclI去酶切消化相应的质粒DNA，结果表明，从野生型菌株AB1157得到的质粒DNA不能被BclI消化，由低甲基化菌株GM2929得到的质粒能够被BclI酶切为三个片断。由此我们可以根据质粒DNA能否被切成三个片断来判断该菌株GATC序列是否甲基化。为了验证方法的可行性，进行了交叉转化实验，无论来自哪个菌株的质粒pNT21，只要到GM2929细胞中扩增，都能被BclI酶切成三个片断，而在AB1157细胞中扩增的质粒pNT21不能被消化。　　 ⑵以转入质粒pNT21的低甲基化菌株GM2929为研究对象，在新建立的甲基化检测方法的基础上，利用低能氮离子和氩离子对其进行了诱变处理，对500多个单菌落进行了甲基化分析，都没有检测到低甲基化菌株GM2929的质粒DNA甲基化位点被加上甲基，产生表观遗传现象。由此，可以初步得出结论，低能离子束注入所产生的可遗传“变异”与活细胞体内甲基化水平的变化无关。　　 ⑶研究了离子束诱发野生型大肠杆菌菌株KK1中tonB基因的突变情况，通过在双选筛选培养基上筛选的30个突变子PCR产物测序分析，结果表明碱基置换是突变的主要类型，占82％，其次是移码突变，为14％，4％的为多碱基插入，由于突变子样品数目受限，目前没有检测到IS元件插入、单碱基缺失等突变类型。碱基置换中的转换为低能氮离子诱发突变的主要类型(75％)。CG→TA(含GC→AT)，AT→GC(含GC→AT)两种主要类型的突变占总置换突变的88％。初步比较了离子束与其他诱变源所引起的tonB基因突变类型，分析了可能的机理。