2006年初，中科院等离子体所离子束生物工程重点实验室主任余增亮研究员撰写的专著《离子束生物技术引论》英文版Introduction to Ion Beam Biotechnology由国际著名的纽约Springer出版社作为教科书在海内外正式出版发行。Springer出版社官方网站在新书推介中指出：本书融合离子束物理与生物学，提出了现代离子束生物技术理论、方法及应用，领域涉及遗传学、遗传工程学、物理学、生物学、生物化学、物理化学、放射生物学以及应用微生物学等交叉学科，是相关领域大学本科高年级学生、研究生和研究人员重要的参考书之一。
该书作者余增亮领导的课题组，自上世纪80年代末在国内外率先开始研究离子注入生物效应，开创了具有我国自主知识产权的原始创新技术——低能离子束生物工程技术。当时，国内外离子注入材料表面改性研究开展得如火如荼，在合肥“科学岛”上却进行着另一条途径的探索：科研人员将离子注入到生物体内，想看看实验体中究竟发生了什么。1986年，余增亮终于发现，离子注入后的水稻种子如同搭乘阿波罗飞船太空旅行的玉米一样，叶片上出现了黄色的条纹。为了解释这一现象，他们深入研究了注入离子与生物体相互作用过程，并创建了离子束生物工程方法，很快在生物化工、农业、环境健康领域得到应用。该技术在国家自然科学基金重大、重点项目以及国家科技攻关项目的连续支持下，为社会和经济的发展作出了显著的贡献。仅在“十五”攻关期间，离子束技术研究在新材料、新产品、新工艺和新技术中所取得的成果就为我国工农业生产创造了数十亿元的经济效益。
提升我国医药保健产品国际竞争力
离子束生物工程学从开创到技术系统建立再到实际应用，选择什么样的突破口至关重要。维生素C是我国生化行业战略出口产品。上个世纪90年代初，国内近30家企业出口VC占国际市场的30%左右，国际VC巨头掀起价格大战，我国VC行业损失惨重，到1998年，只剩下4家苦苦支撑。不少科学家试图用各种办法从上游(菌种)取得技术突破，但是，十年攻关收效甚微。余增亮带领科研人员瞄准这块“难啃的骨头”，经过两年多一点的时间，将出发菌糖－酸克分子转化率从70%提高到95%以上。可是，这样的结果却没有人相信：投递论文被刊物退回，说“这是不可能的”，四家企业都不愿“冒险”。最后他们说服东北制药和江山制药联合派技术人员到实验室独立实验。三位技术人员用18天时间独自做了三批实验，平均转化率达到9436%。1998年8月，维生素C高产菌株转让，10月在300吨罐试产，100公斤山梨糖可产出102公斤古龙酸(维生素C前体)，几乎接近菌种转化率的极限，被喻为“自VC二步法发酵发明以来的重大突破”。2001年，耐高温菌种育成，进一步提高了我国维生素C产品的竞争力。到2002年，我国成为国际VC市场的主要供应商，当年下半年就为国家新增外汇2000万美元。
花生四烯酸(AA)是人体必需的脂肪酸。为解决花生四烯酸的来源问题，长期以来发达国家投入巨资，探索发酵法生产花生四烯酸的途径。能不能用离子束生物工程方法攻克这一技术难题，这对离子束生物工程学自身的发展十分重要。从1992年起，科研人员经过8年的科技攻关，一步一步地提高了菌种的产酸率，到1999年终于完成发酵法生产AA的研究，并通过小试、中试和毒理实验。当年年底，以技术入股方式成立了武汉烯王生物工程公司，进行50吨发酵罐大试，花生四烯酸得率达到58g/L，处于国内外最好水平。2002年5月，公司筹集5000多万元建成较高水准的花生四烯酸生产基地，成为中国第一家工业化生产花生四烯酸的专业公司，占有中国90%以上的市场份额，质量通过美国和欧盟的食品认证，产品畅销欧盟、美国、南美、东南亚等20多个国家和地区，成为世界第三大花生四烯酸生产商和国际供应商。2004年，吸引全球500强美国嘉吉(Cargill)集团投资，在武汉筹建了世界上最大的AA生产基地。
为国家粮食安全作贡献
解决农民种粮积极性、提高复种指数，恢复双季稻生产势在必行。1997年，科研人员开始了前瞻性的研究工作，创制出一种既能做早稻直播同时又可做晚稻直播的水稻新种质，用离子束生物工程技术改变了双季稻区稻农双抢时节紧张、艰苦、低效的耕作技术。经过7年14季的研究，终于开发出“双季同种，联作直播”的双季稻种植新模式。2002年、2003年春秋四季由省、市组织专家跟踪测评，每季亩产均在500千克以上。经农业部稻米质量检测中心检测，所有指标达到部颁优质米标准。新技术每亩每季节省费用189元，配以机械化收割，一个稻农可由原来只能耕作5亩发展到50亩。这一新技术的核心在于应用了离子束生物技术创制的早晚兼用型品种。如果是其他品种，早稻品种收割时的落粒就会变成晚稻品种的杂草，不仅影响晚稻产量，而且由于品种混杂而影响晚稻的商品性。这一新的耕作模式受到稻区各级政府的重视。安徽省品种审定委员会打破常规，专门为这个品种设立试验组，平均比对照增产10%，顺利通过审定。
国家每年花在水稻储存上的费用巨大。1997年，离子束生物技术结合常规育种，创制了耐储存水稻皖鉴2090，储存42个月发芽率仍可达98%。温家宝总理非常重视，亲自批示：“这是一项对保障国家粮食安全有重大意义的研究工作。要集中优势力量联合攻关，加快水稻及其他粮食作物耐储品种的培育和推广步伐，争取早日解决粮食安全储存问题。”
开发与人类健康有关的多种营养素集中到一种植物的技术是21世纪农业生物技术发展方向之一。离子束生物工程学在这方面的应用显示其独特的优点。1998年夏天，合肥低温多雨，西瓜卖不出去，这触发了科技人员的灵感：“瓜农既卖瓜又卖叶子就好了。”他们用离子束介导法把银杏遗传物质导入西瓜，在当代的西瓜叶内检测到银杏内脂。在2000年中国首届博士后学术大会上，报道这一实验的论文在900多篇论文中脱颖而出，获得了农林口唯一的一等奖。后来的研究表明，在瓜叶、茎中含有银杏内脂的西瓜植株呈递增趋势。
在环境治理中崭露头角
我国有沙漠化土地168.9万平方公里，且以每年1.32%的速度发展，每年因沙化造成的直接损失达数百亿元。荒漠化是我国可持续发展面临的重大挑战。离子束生物工程技术能不能在环境生物治理方面也能发挥作用呢？2001年，研究人员发明了“离子束植被改良环境治理技术”。2004年4月，研究人员深入生态环境恶劣、沙丘流动性大、植被难以形成的库布齐沙漠南缘种植了60多亩沙柳、旱柳和甘草。试验取得了预期结果：在无外界水源、无沙障的情况下，加微生物和吸水剂的甘草出苗率提高3.29倍，根长提高20%，地上部分鲜重增加1.11倍，根重增加207倍；旱柳成苗率提高53%，枝条增高86%，根数提高2.33倍。
在“离子束植被改良与吸水剂材料联用固沙技术”取得进展的同时，“离子束水生植被改良治理水体富营养化技术”也在抓紧研究，离子注入浮床植物的净化能力(吸收总磷、总氮能力)有明显提高。对于富营养化水中TN的去除率，以离子注入浮床黑麦草的净化效果最好，其次是离子注入浮床水蕹菜和水稻，分别为87.54%、86.96%、81.80%；对于富营养化水中TP的去除，以离子注入浮床水蕹菜的净化效果为好，其次是离子注入浮床黑麦草和水稻，分别达到78.55%、76.74%、70.9%。这一结果在国际会议上报道后，受到普遍重视。
创建高技术平台
为了开展离子束生物工程学应用研究，科研人员还发明了“低能离子束细胞修饰技术和装置”，成为新领域研究的基本方法和经典装置。2003年，国家知识产权局和世界知识产权组织授予这一发明为“中国专利金奖”。以此为支撑，国内先后建立了6个省部级离子束生物工程重点实验室、3个国家发酵(生化)工程技术研究中心，装备了离子束生化工程装置。现在，他们又开发出一个一个地向细胞预定位置投射离子的技术。中国科学院组织专家验收时指出：这是“我国离子束辐照技术的重大突破，必将大大开拓离子束的应用范围”。这种单离子束细胞精确定位技术使科学家能选择性地照射细胞、细胞核或细胞器，切断基因，研究损伤修复、信号传导、基因表达调控、代谢和发育生物学等热点课题，为生物制造、材料超微加工提供了高技术平台。
