植物组织培养第十一章植物种质资源的保存
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1、第 十 一 章 植 物 种 质 资 源 的 保 存 本 章 内 容 提 要 ：一 、 概 念 及 保 存 类 型二 、 种 质 资 源 离 体 保 存（ 一 ） 、 低 温 保 存（ 二 ） 、 超 低 温 保 存（ 三 ） 、 生 长 抑 制 剂 保 存 一 、 概 念 及 保 存 类 型植 物 种 质 资 源 保 存 : 是 指 利 用 天 然 或 人 工 创 造 的 适 宜 环 境保 存 种 质 资 源 ， 使 个 体 中 所 包 含 的 遗 传物 质 保 持 其 遗 传 完 整 性 和 活 力 ， 并 能 通过 繁 殖 将 其 遗 传 特 性 传 递 下 去 。其 保 存 类 型 :
2、原 生 境 保 存 、 非 原 生 境 保 存 。 1、 原 生 境 保 存 将 植 物 的 遗 传 材 料 保 存 在 它 们 的 自 然 环 境中 。原 生 境 保 存 的 地 方 大 多 是 植 物 保 区 ；另 一 种 方 法 为 农 田 种 植 保 存 。 珍宝岛国家级自然保护区 美 国 、 马 里 兰 、 农 田 2、 非 原 生 境 保 存 将 植 物 的 遗 传 材 料 保 存 在 不 是 它 们 的 自然 生 境 的 地 方 。非 原 生 境 保 存 方 式 有 ： 植 物 园 、 种 子 库 、种 质 圃 、 试 管 苗 库 、 超 低 温 库 等 。保 存 方 法 有 ：
3、 种 植 保 存 、 贮 藏 保 存 、 离体 保 存 和 基 因 文 库 保 存 。 华 南 植 物 园 昆 明 野 生 生 物 种 子 库 超低温库 二 、 种 质 资 源 离 体 保 存离 体 保 存 方 法 ： 低 温 保 存 、 超 低 温 保 存 和 生 长 抑 制 剂保 存 。定 义 : 就 是 将 要 保 存 的 种 质 以 离 体 的 形 式保 存 起 来 的 方 法 。 （ 一 ） 低 温 保 存 一 种 缓 慢 生 长 保 存 方 法 ， 是 通 过 控 制培 养 温 度 来 限 制 培 养 物 各 种 生 长 因 子 的 作用 ， 使 培 养 物 生 长 减 少 到 最
4、 低 限 度 。 低温保存冰箱 低 温 保 存 的 基 本 特 征 ： 保 存 材 料 的 定 期 继代 培 养 ， 不 断 繁 殖 更 新 ；基 本 措 施 是 ： 控 制 保 存 材 料 所 处 的 温 度 和光 照 。延 缓 保 存 材 料 生 长 速 度 的 另 一 项 措 施 是 ：改 变 培 养 基 的 成 分 。 注 意 ！ 种 质 库 要 定 期 检 查 ， 保 持 清 洁 ，及 时 清 除 污 染 材 料 ， 并 注 意 积 累 资 料 。 （ 二 ） 超 低 温 保 存 又 称 冷 冻 保 存 ， 一 般 以 液 N2为 冷 源 ，使 保 存 温 度 维 持 在 -196
5、。 1、 保 存 原 理 低 温 冰 冻 过 程 中 ， 如 果 生 物 细 胞 内 水 分 结 冰 ， 细胞 结 构 就 遭 到 不 可 逆 的 破 坏 ， 导 致 细 胞 和 组 织 死 亡 。 植 物 材 料 在 超 低 温 条 件 下 ， 冰 冻 过 程 中 避 免 了 细胞 内 水 分 结 冰 ， 并 且 在 解 冻 过 程 中 防 止 细 胞 内 水 分次 生 结 冰 而 达 到 植 物 材 料 保 存 目 的 。植 物 细 胞 含 水 量 大 ， 冰 冻 保 存 难 度 大 ， 投 放 液 N2中 易 引 起 组 织 和 细 胞 死 亡 ， 故 须 借 助 于 冷 冻 防 护 剂
6、 ，防 止 细 胞 冰 冻 或 解 冻 时 引 起 过 度 脱 水 而 遭 到 破 坏 ，保 护 细 胞 。 超 低 温 冰 箱 2、 基 本 程 序 基 本 程 序 包 括 ：预 处 理 、 冷 冻 处 理 、 冷 冻 贮 存 、 解 冻 和 再 培 养 。（ 1） 预 处 理 为 保 证 茎 尖 在 液 N2处 理 后 具 有 稳 定 且 高 的存 活 率 ， 需 进 行 一 定 的 预 处 理 ， 或 在 冷 冻 防 护 剂存 在 下 进 行 预 培 养 ， 或 直 接 进 行 低 温 （ -3 10 ）预 处 理 。 （ 2） 冷 冻 处 理 冷 冻 处 理 的 方 法 有 ： 快 速
7、 冷 冻 法 ； 慢 速 冷 冻 法 ； 预 冷 冻 法 ； 干 燥 冷 冻 法 。 a、 快 速 冷 冻 法 指 将 植 物 材 料 从 0 或 者 其 他 预 处 理 温度 直 接 投 入 液 氮 中 保 存 的 方 法 ， 降 温 速度 为 1000 /min。 采 用 该 法 要 求 细 胞 体 积 小 、 细 胞 质 浓厚 、 含 水 量 低 、 液 泡 化 程 度 低 的 材 料 。 b、 慢 速 冷 冻 法 将 处 于 0 或 其 他 预 处 理 温 度 的 材 料 以 1 2 /min的 降 温 速 度 从 起 始 温 度 降 到 -100 ， 稳 定 1h后 ， 投 入 到
8、液 氮 保 存 或 以此 降 温 速 度 连 续 降 温 至 -196 的 方 法 。 适 宜 保 存 的 材 料 有 ： 成 熟 的 、 含 有 大 液泡 和 含 水 量 高 的 细 胞 ， 对 于 保 存 在 悬 浮 培养 中 的 细 胞 特 别 有 效 。 c、 预 冷 冻 法 指 将 植 物 保 存 材 料 放 入 液 氮 前 ， 需 经 过 短 暂时 间 的 低 温 锻 炼 的 方 法 。 可 分 为 两 步 冷 冻 法 和 逐 级 冷 冻 法 。 该 方 法 可 以 使 保 存 材 料 细 胞 内 充 分 脱 水 ， 避免 因 细 胞 内 结 冰 而 导 致 不 可 逆 伤 害 的
9、 出 现 。d、 干 燥 冷 冻 法 将 材 料 置 于 27 29 烘 箱 内 降 低 植 物 含 水 量 ，再 投 入 液 氮 中 保 存 的 方 法 。 可 防 止 材 料 冻 死 。 （ 3） 冷 冻 贮 存 适 宜 温 度 下 贮 存 冷 冻 材 料 也 很 重 要 。 长 期 内 贮 存 在 液 氮 内 的 材 料 ， 需 合 适 的 液 氮 容 器 。 冷 冻 贮 存 的 茎 尖 随 保 存 时 间 的 延 长 ， 其 生 活 力 可能 下 降 。（ 4） 解 冻 植 物 材 料 在 超 低 温 贮 存 过 程 中 所 发 生 的 冻 害 是 在 冷冻 和 解 冻 过 程 中 产
10、 生 的 。 解 冻 时 发 生 的 冻 害 是 由 细 胞 内 次 生 结 冰 造 成 的 ； 解 冻 时 水 的 渗 透 冲 击 也 会 对 细 胞 膜 体 系 造 成 破 坏 。 a、 快 速 解 冻 法 是 指 将 液 氮 中 保 存 的 材 料 直 接 投 入 到37 40 温 水 浴 中 进 行 解 冻 的 方 法 。 解 冻的 升 温 速 度 为 500 750 /min， 大 多 数 植物 材 料 可 采 用 此 种 方 法 。 解 冻 方 法 有 ： 快 速 解 冻 和 慢 速 解 冻 b、 慢 速 解 冻 法 将 液 氮 中 保 存 的 材 料 先 置 于 0 低温 下 解
11、 冻 ， 再 逐 渐 升 至 室 温 下 进 行解 冻 的 方 法 。 适 宜 细 胞 含 水 量 较 低 的 材 料 ， 如木 本 植 物 的 冬 芽 。 （ 5） 再 培 养 指 将 已 解 冻 的 材 料 重 新 置 于 培 养 基上 使 其 恢 复 生 长 的 过 程 。 再 培 养 是 检 验 冷 冻 保 存 效 果 或 确 定保 存 方 法 是 否 合 适 的 最 根 本 方 法 。 3、 影 响 因 素 材 料 超 低 温 保 存 时 ， 除 了 预 处理 、 冷 冻 、 解 冻 方 法 对 植 物 材 料冷 冻 保 存 效 果 有 重 要 影 响 外 ， 植物 材 料 的 性
12、质 和 冷 冻 保 护 剂 的 使用 对 其 也 有 很 大 的 影 响 。 冷 冻 保 护 剂 应 具 有 以 下 特 性 ： 分子 质 量 较 小 、 易 于 与 溶 剂 混 合 、快 速 渗 入 细 胞 、 无 毒 或 毒 性 小 、易 洗 脱 。 常 用 的 是 DMSO。 （ 三 ） 生 长 抑 制 剂 保 存 主 要 包 括 ： 高 渗 保 存 法 、 生 长 抑 制 剂保 存 法 、 饥 饿 法 、 矿 物 油 覆 盖 法 、 低光 照 培 养 法 及 低 压 保 存 法 。 作 业 ： 1、 回 去 复 习 本 章 书 上 内 容 。 2、 细 胞 无 性 系 变 异 含 义 ， 其 机 理 是 什 么 ？ 3、 细 胞 无 性 系 变 异 的 缺 点 和 优 点 ， 有 什 么利 用 价 值 。
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