Tác nhân phóng xạ: Các tia bức xạ có tác dụng gây ra sự ion hóa ở các phân tử, nguyên tử khi xuyên qua tế bào như tia X, gamma, apha và beta, proton, neutron... Chính quá trình ion hóa này tạo ra những biến đổi về mặt hóa học, phá hủy cấu trúc nguyên vẹn của nhiễm sắc thể trong nhân tế bào, tạo ra các biến đổi về mặt di truyền, là nguyên nhân gây đột biến. Trong tạo giống đột biến ở thực vật, người ta thường sử dụng tia X quang và tia gamma [6],[30].
Tia X quang là tia điện tử có bước sóng ngắn được tạo ra từ máy chiếu X quang. Tia X quang dùng để tạo đột biến thường có độ dài bước sóng ngắn hơn khi dùng trong chẩn đoán y khoa. Bước sóng của tia X quang quan hệ tuyến tính với hiệu điện thế của máy phát. Khi sử dụng tia X, người ta thường quan tâm đến các chỉ số hiệu điện thế, cường độ dòng điện, thời gian, khoảng cách từ ống nhắm đến mẫu và đặc biệt là độ dày mẫu hấp thu làm giảm ½ năng lượng của tia [30].
Tia gamma là một loại tia phóng xạ thu được khi các đồng vị phóng xạ phân rã. Tia gamma có bước sóng ngắn hơn và do đó nó có năng lượng cao hơn tia X quang. Tia gamma được sử dụng tương tự tia X quang trong tạo đột biến ở thực vật. Ưu điểm của tia gamma là nó có thểđược sử dụng trong nhà kính hoặc ở cánh đồng để thực vật tiếp xúc trong thời gian dài. Các đồng vị thường dùng để tạo tia gamma trong tạo giống đột biến ở thực vật là Cobalt – 60 và Cessium -137 [30].
Tia UV là loại tia bức xạ không gây ion hóa nhưng có khả năng gây ra đột biến với tần số khá cao do có bước sóng trùng với bước sóng hấp phụ của DNA. Khi các nguyên tử của phân tử DNA hấp thu năng lượng của tia bức xạ UV thì các điện tử vòng ngoài bị kích thích sẽ làm các liên kết yếu trong phân tử bị phá vỡ và trật tự liên kết trong phân tử DNA có thể bị thay đổi dẫn tạo ra đột biến điểm hay đột biến cấu trúc [30].
Sốc nhiệt:Sự thay đổi nhiệt độ là một trong các tác nhân vật lý gây đột biến đối với cơ thể sinh vật. Các nghiên cứu đã cho thấy sự tăng giảm nhiệt độ trong môi trường thường ít có tác động đến các biến đổi trong vật chất di truyền. Tuy nhiên, nếu gây sốc nhiệt bằng cách tăng hay giảm nhiệt độ cơ thể hơn mức trung bình trong một khoảng thời gian rất ngắn thì tần sốđột biến của cơ thể có sự thay đổi rõ rệt. Cơ chế gây đột biến được giải thích do cơ chế nội cân bằng của cơ thể không phản ứng kịp với sự thay đổi quá lớn và đột ngột của nhiệt độ gây ra các chấn thương trong bộ máy tế bào, dẫn đến sự sai hỏng trong vật liệu di truyền [6],[30].