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    植物种质超低温保存

    作者:天驰液氮罐 来源:原创 日期:2016-04-22 8:17:12 人气:45 加入收藏 标签:低温保存

      植物种质超低温保存

      近几十年中,离体培养技术得到了全面的发展,随之超低温保存技术也发展起来的。这种无菌保存形式不受空间、劳动力等条件的限制,具有取材方便、设备简单、费用少等特点,可以克服活体保存时难以解决的困难。此外,该法可以避免种质保存过程中发生变异,从而保证种质的遗传稳定性亚博体彩app。

      1超低温保存原理

      超低温保存是指在液氮(-196℃)中保存植物种质资源(如细胞、组织亚博体彩app、器官等离体材料)的一整套生物学技术。在液氮条件下,可以大幅减缓甚至终止材料的细胞分裂和生理代谢,减少遗传变异的发生,使生物材料的稳定性得以保存,但不会改变形态发生的潜能。从理论上讲,植物生长在液氮中处于完全停止状态,植物材料保存期可以无限延长。与传统保存方法相比,超低温保存以其设备简单、无需昂贵仪器亚博体彩app、材料处理步骤方便等优点克服了传统保存方法的不足,是目前植物种质资源唯一不需要继代且能够长期稳定保存的方式。

      Nag和Street于1973年用超低温技术成功保存了胡萝卜的悬浮细胞,拉开了植物种质超低温保存的帷幕。随着超低温保存技术的不断发展,国内外已对200多种材料进行了超低温保存。常用的超低温保存方法主要有慢冻法、快冻法、包埋/脱水法、玻璃化法、包埋/玻璃化法5种。慢冻法为早的超低温保存方法,步骤较为复杂亚博体彩app,但对原生质体和悬浮细胞的保存效果比较好;快冻法随着技术的改进于20世纪90年代发展为玻璃化法。目前,包埋/脱水法、玻璃化法和包埋/玻璃化法为植物种质资源常用的超低温保存方法。

      2超低温保存方法

      2.1包埋/脱水法指将材料用藻酸盐包埋,置于高浓度蔗糖的培养基中预培养,然后在通风橱或硅胶中干燥脱水处理一段时间后投入液氮进行超低温保存。其优点在于操作易掌握,简化和缓和脱水程序,可避免一些冰冻毖遣┨宀蔭pp;ぜ炼韵赴拘?,并且一次能处理较多的材料。但与玻璃化法相比,脱水所需时间长,组织恢复生长较慢,再生率低。

      2.2玻璃化法材料经过高浓度冰冻?亚博体彩app;ぜ链硪欢问奔?,然后快速投入液氮中,此时?;ぜ梁拖赴诘乃肿永床患盎蚰岩孕纬杀?,就会同时进入完全玻璃化状态亚博体彩app,在这种状态下,水分子不会发生重组,结构和体积也不会产生变化,从而保证了细胞再生的活力,有利于材料后期的恢复。玻璃化超低温保存时,固化形成玻璃态即冷冻材料进入液氮的瞬间和化冻时没有再结晶这一过程至关重要亚博体彩app,它决定着超低温保存后材料的存活率。1989年Uragami和Langis等首次成功的应用玻璃化法保存植物种质资源。

      小滴玻璃化法是在玻璃化法的基础上亚博体彩app,将包含有材料的玻璃化溶液滴在铝箔上,然后再放入液氮。此法保存材料时降温比较均匀亚博体彩app,可以提高材料的再生成活率。小滴玻璃化法已被成功应用到大蒜亚博体彩app、芦笋等多种植物茎尖的超低温保存中。玻璃化法超低温保存以其技术设备简单、无需昂贵仪器、材料处理步骤方便、效果和重演性好等优点使其在植物的超低温保存中得到广泛的应用。但该法毖遣┨宀蔭pp;ぜ林械腄MSO对植物有毒害作用,并且在同一时间内较难处理大量的材料。

      2.3包埋/玻璃化法该法是结合包埋/脱水法和玻璃化法两者的优点而建立的一种超低温保存方法。其与包埋脱水法不同之处在于用玻璃化溶液处理代替干燥过程,进行脱水处理后,包埋珠与玻璃化液一同进入玻璃化状态。它具有能同时处理大量材料亚博体彩app,降低脱水率,降低细胞内外渗透压,材料处理后再生率高等优点。1991年Tannoury首次用该法对康乃馨茎尖分生组织进行超低温保存亚博体彩app,并获得了成功。随后,在马铃薯、铁皮石斛等20余种植物的超低温保存中都得到应用,由此可见,其在保存植物种质资源上具有巨大的应用潜力,如凤梨用几种不同超低温方法保存,结果表明包埋玻璃化法较其他保存方法可获得更高的成活率。

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