细胞工程-第八章___植物种质保存.ppt

第八章 植物种质保存 第一节 种质资源保存类型 一、概念种质：是决定生物遗传性状，并将遗传信 息从亲代传递给子代的遗传物质。种质库：是指以种为单位的群体内的全部 遗传物质，它有许多个体的不同 基因所组成。又称基因库。种质资源：具有种质并能繁殖的生物体统 称为种质资源或遗传资源。;二、种质保存的意义 随着经济发展，地球不断开发及生态环境破坏，每年都有多个物种消失或濒临灭绝。各种植物，包括栽培种、野生种甚至杂草，都具有各自独特的优良基因，是植物品种改良乃至农业可持续发展的基础。它们是经过长期进化而来，一旦失去不会再来。因此，世界各国都很重视植物种质资源的收集与保存的研究。;三、种质保存的方法 按保存的地理位置分为原地保存和异地保存 。原地保存是在原来的生态环境条件下 , 就地保存 , 自我繁殖品种资源 , 一般野生品种资源采用这种方式保存 , 如建立自然保护区 , 天然公园等；异地保存是将种子或植株保存于该品种资源原产地以外的地区 , 这种保存可采用植物园、种质园、种质库等形式或采用试管保存形式。 按照保存的具体方法 , 品种资源的保存可分为种植保存、贮藏保存、试管保存、基因文库保存。 ; ;; ;; 第二节 试管保存 一、常温下试管保存 可利用试管苗继代培养保存，但需要经常更换培养基。;二、常温抑制生长保存 为了延缓继代时间，可在培养基中添加长抑制剂或提高渗透压等。如脱落酸(ABA)、矮壮素（2-氯乙基三甲基氯化按，简称CCC）、二甲氨基琥珀酸酰胺（简称B9）、多效唑（PP333）等都是生长抑制物质，培养基中添加一定量可以延缓生长。一般情况下几个月继代一次，而添加这些物质后，可达到一年甚至以上。  提高培养基渗透压也可以延缓生长。可用蔗糖或甘露醇，浓度分别调到10%左右和4%—6%。 ;三、中低温调控生长保存 在试管苗继代培养过程，适当降低温度，也能延缓生长，延长继代时间。一般植物可调到1—9℃，热带、亚热带植物调至10—20℃。 ;四、常温抑制生长保存与中低温调控生长保存相结合 培养基中添加生长抑制剂或提高渗透压，培养温度降低，使继代时间延长。; 第三节 超低温保存Cryopreservation 一、超低温保存的基本原理和主要环节 在液氮中（-196℃），几乎所有的细胞代谢活动停止，仅保存细胞的活力和形态发生的潜力。当解冻后，能够恢复再生能力。 超低温保存比较复杂，哪一步操作不当，都会使细胞受伤害，失去再生能力。 注：超低温通常指低于一 80 ℃的低温，保存介质或容器有干冰(一 79℃)、超低温冰箱(-80-150 ℃)、液氮(-196℃)和液氮蒸气相(-140℃)等，其中液氮最常用。;;二、超低温保存技术1、保存材料的选择 2、冷冻前材料预处理 3、添加冷冻防护剂 4、材料冷冻的方法（预冷） 5、材料保存6、保存材料解冻7、保存材料复苏培养;1、保存材料的选择  花粉、茎尖分生组织、芽、种胚、小植株、愈伤组织、体细胞胚等均可以作为保存材料。;2、冷冻前材料预处理 为了使保存材料适应超低温条件，必须进行预处理。 预处理方法：将保存材料放在高糖浓度、添加二甲基亚砜（DMSO）、脯氨酸，在接近零度下培养数日。 ;3、添加冷冻防护剂 为了抵抗冻害，使用冷冻防护剂。常用的冷冻防护剂有：二甲基亚砜（DMSO）、甘油、脯氨酸、糖类、乙二醇、二甘醇、乙酰胺、福美氧化硫等。 ;4、材料冷冻的方法材料冷冻保存的原理：冷冻时，细胞外的溶液水分子，先形成冰晶中心，而冰晶形成的速度与溶液成分、降温速度有关。一般在-20℃—-60℃范围内，晶体中心增长最快，形成大块冰晶体之后，慢慢减速，到-140℃时完全停止增长。 ;4、冷冻处理（1）快速冷冻将植物材料从0℃ 或者其它预处理温度直接投入液氮中保存的方法。降温速度为1000 ℃/min。植物体内的水分在降温冷冻过程中，从-10℃—-140℃范围内是冰晶形成和增长的危险温度区，到-140℃时完全停止增长，关键是利用高速降温越过冰晶增长的危险温度区，不能形成致死的冰晶，细胞内水分固化，不会破坏细胞结构。;（2）慢速冷冻法 将植物材料从0℃ 或者其它预处理温度以降温速度为1~2 ℃/min从起始温度降到-100 ℃ ，稳定1h后投入液氮中保存或以此降温速度降至-196 ℃。 在这种降温速度下，细胞内水分有充分的时