輻照育種始于20世紀30年代，早期輻照育種主要以X射線為誘變源，逐漸發展到X射線、γ射線、β射線、中子、激光、電子束、紫外線等，60Co-γ射線是最常用的輻射誘變源。運用輻射誘變育種技術，在農作物、觀賞植物、林木和果樹中陸續育成了大批新品種。但傳統輻照育種存在M1代存活率低，M2代突變譜窄，重復性和方向性差等缺點。
 
重離子束的劑量沉積具有典型的Bragg峰，同時還具有傳能線密度大，相對生物效應高，損傷后修復效應小等其他常規輻射源所沒有的優勢，這些優勢表現為突變率高、突變譜廣、突變快、突變體穩定遺傳周期短等，重離子束被譽為先進的輻射誘變源，在農業、微生物研究領域中具有獨特的地位。
 
中國科學院近代物理研究所從上世紀90年代開始利用蘭州重離子研究裝置提供的重離子束進行多種作物輻射誘變工作，選育出9個春小麥穩定突變新品系及“隴輻2號”小麥新品種，“隴輻2號”累計推廣面積達800多萬畝，取得經濟效益7.9億元。選育出大麗花新突變材料“新興白”和“新興紅”;篩選到葉片明顯增大的苜蓿和早熟、抗病、增產、矮稈的玉米M3代新品系近百份;對馬鈴薯、新疆白皮脆瓜、荷蘭豆、牧草、當歸、黃芪、牽牛花等植物的輻照，都獲得了相應的有益突變株系，具有推廣價值。近年來，利用重離子誘變技術選育出的甜高粱早熟品種及紫露草菜葉突變品種經甘肅省科技廳組織的科技成果鑒定，均達國際先進水平。
 
從2000年開始利用蘭州重離子研究裝置提供的重離子束進行微生物的輻射誘變工作，已選育出高產檸檬酸生產菌種(黑曲霉H4002號)、阿維鏈霉菌(AV203)、酵母多糖生產菌、青貯飼料植物乳酸菌等多個優良新菌種;用重離子束輻照選育的微生物優良菌種有其發酵工藝技術已在6個企業的生產線上得到應用，取得了可觀的經濟效益，多項科技成果經甘肅省科技廳組織的科技成果鑒定，均達國際先進水平。
 
利用重離子誘變育種技術選育出的各種突變種質、新品種和新菌種，可解決人類在糧食安全、能源安全、環境保護以及微生物發酵生產等方面的困境，同時可帶來很好的經濟效益和社會效益。