《种质离体保存》PPT课件.ppt

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1、第七章种质离体保存概述低温保存的细胞学基础保存中遗传变异的检测与利用影响保存效果的因素超低温保存的方法1几个相关概念（见《园艺植物育种学》）种质（germplasm）：决定生物的遗传性状，并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。种质资源包括动植物的个体、器官、组织、细胞甚至控制生物遗传性状的基因。种质库：又称基因库（GenBank），是以种为单位的群体中的全部遗传物质，它由许多不同基因型的个体所组成。种质资源（germplasmresource）或遗传资源（geneticresource）：具有种质并能繁殖的生物体。种

2、质资源保存：为避免种质资源的流失，利用自然或人工创造的适宜环境，实现种质材料生活力的长期保持。2种质资源保存方法就地保存（自然保护区）迁地保存（种质圃保存）种子保存离体培养保存基因文库保存常温限制生长保存中低温调控生长保存低温干燥保存减压保存低温保存（低于-80℃）超低温保存（-196℃）难以长期保持种质寿命，对种质保存的作用不是很大。按保存条件（温度、含氧量等）按材料和方式3第一节概述一、植物种质资源低温保存的意义防止物种或品种灭绝节省人力物力便于种质资源的国内外交流4二、超低温保存的概念低温保存（cryoprese

3、rvation）是由cryo和preservation组成，在英语中cryo为一前缀，被解释为低温、冷、冰、霜之意。从词义看，低温所涉及的温度范围是不确定的。超低温:≤-80℃极低温:≤-70℃(干冰温度)低温:≤4℃5但对植物而言，低温常常是指那些比常温稍低一些的温度。如果低温超过细胞原生质所能忍受的临界温度，就会致使植物细胞遭受冻害而死亡。如甜橙树发生冻害的临界温度通常在-6.5℃，枳壳通常在-20℃左右（沈德绪等，1986）。6低温保存（Cryopreservation），是指将植物的组织或细胞经过防冻处理后，在

4、低于-80℃条件下保存的方法。超低温保存：将植物的组织或细胞经过防冻处理后，在-196℃的极端低温下保存的方法。7超低温保存的优点:在超低温条件下，活细胞内的物质代谢和生长活动几乎完全停止，呈现“假死”状态。因此，细胞、组织和器官在此过程中不会发生遗传性状的改变，也不会丢失形态发生的潜能。在超低温条件下，生命的代谢和衰老过程也基本停止，故能够实现长时期的保存。8超低温保存的意义:可以在有限空间内保存大量种质材料；与种子保存相比，可以不受时间和种子含水量的制约；与试管苗相比，可以避免频繁继代培养造成的变异，并大幅度减少工

5、作量。9常用的超低温保存方法：冷冻诱导保护性脱水的超低温保存法玻璃化处理的超低温保存法10三、超低温保存的研究概况1．超低温保存技术的发展2．用于超低温保存的植物材料3．超低温保存的植物种类据王君晖等1998年统计，有40多个属60多个种的木本植物已进行了超低温保存研究，其中：种子、胚、胚轴和胚的保存一般采用干冻法；茎尖和分生组织多采用玻璃化法或包埋脱水法；愈伤组织和悬浮细胞大多采用两步法。1112第二节植物材料超低温冻存的细胞学基础一、细胞内外水的冻结状态是细胞冻存技术的关键植物细胞中含有大量的水分，约占细胞总重量的

6、60-90％。细胞中的水由游离水和束缚水组成，其中游离水约占90％，很容易冻结，由于细胞内含有许多化合物，因此细胞内溶液并不象纯水那样在0℃就结冰。131.细胞内外水分的冻结特性理论上讲，细胞外水的冻结温度为-5～-15℃，细胞内游离水的冻结温度为-25℃，故在-30℃时，细胞内的游离水全部被冻结，而结合水则在-100℃温度下也不发生冻结。14根据Luyet的冻结理论（1937），细胞内游离水的冻结温度（-30℃）可认为是细胞冻存的安全温度，因而细胞冻存的两步冻结法一般以-30℃为基础的。也就是说，控制细胞内外水的冻结

7、状态，是细胞冻存技术的关键。15超低温保存的原理为什么在超低温条件下材料不会冻死。关键原因是进行了“防冻处理”，具体如下：使用冷冻防护剂可以降低培养基和培养材料的冰点。使用冷冻防护剂可以提高培养基的渗透压，导致细胞发生轻微质壁分离，从而提高了组织和细胞的抗寒能力。16根据细胞内外水分的冻结特性，冻存方法有：分步冷冻：在细胞内游离水冻结之前，先使细胞外水分冻结，从而使细胞内游离水向胞外渗溢，导致细胞适度脱水，利于细胞的冷冻保存。快速冷冻：也称玻璃化冷冻保存技术，通过迅速降温，使细胞内水冻结产生的冰晶体积非常小，呈现为一种

8、玻璃状的冻结现象，避免细胞受到伤害，达到细胞冷冻保存的目的。172.低温下细胞的致死损伤超低温保存的一般过程：超低温保存是建立在生物细胞冻害和抗冻机理的基础之上的。超低温保存成功的关键，在于降温过程中避免细胞内溶液结冰。为此，对于不同的植物种类或材料，应筛选相应的冰冻保护剂，采用适当的降温速度及化冻方式，才能使细胞不受损伤或损伤最