修改第十二章植物種質資源保存

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1、第十二章植物種質資源的離體保存為什么要進行種質資源保存?在植物組織或細胞的培養(yǎng)過程中,不斷的繼代培養(yǎng)會引起染色體和基因的變異,可能導致細胞的全能性喪失,也可能丟失一些寶貴的特殊性狀;一些觀賞植物珍貴、稀有的物種以及具有抗蟲、抗病、抗毒、抗不良環(huán)境潛能的地方栽培品種已經(jīng)滅絕或瀕于絕種。此外，隨著植物育種技術的發(fā)展，高產(chǎn)品種單一化現(xiàn)象日益明顯，植物遺傳基礎也越來越狹窄。植物種質資源保存已成為全球性關注的課題。植物種質資源保存方式異位保存原位保存資源圃自然保護區(qū)天然公園種質庫種子庫離體保存野外保存植物種質資源需要大量的土地和人力資源，成本高，且易遭受各種自然災害的侵襲。種子庫只能保存“正

2、常型”種子，對于“頑拗型”、脫水敏感的種子和有性繁殖困難的植物則無能為力，而且種子庫僅能保存基因，而不能保存特定的基因型材料。第一節(jié)緩慢生長保存通過調節(jié)培養(yǎng)條件，抑制保存材料生長，實現(xiàn)延長繼代時間，減少操作和節(jié)省勞力的保存方法。影響離體保存的因素有保存時的光照、溫度、濕度、季節(jié)變化，培養(yǎng)基中生長調節(jié)物質，種質資源的地理分布和生態(tài)類型等，可以根據(jù)具體材料采取不同的方法來延緩其生長。適合于短期保存方法。最大優(yōu)點是使保存材料維持不斷生長，取出部分材料進行鑒定或用于育種之后，其不足部分可由余下的材料補充。1．降低培養(yǎng)溫度降低培養(yǎng)溫度是植物組織培養(yǎng)物緩慢生長保存最常用的方法。在4℃的黑暗條件

3、下離體培養(yǎng)的草莓品種的莖培養(yǎng)物保持其生活力長達6年之久，期間只需每幾個月加入新鮮的培養(yǎng)液。葡萄和草莓莖尖培養(yǎng)物分別在9℃和4℃下連續(xù)保存多年，每年僅需繼代一次。通常認為，溫帶植物在0～6℃下保存，而熱帶植物最適低溫為15～20℃。2.培養(yǎng)基中添加生長調節(jié)物質常規(guī)組織培養(yǎng)是在培養(yǎng)基中添加生長素或細胞分裂素以促進外植體的生長和發(fā)育。而試管苗種質保存添加的則是生長延緩劑或生長抑制劑來抑制保存材料的生長，延長其繼代周期。離體保存常用的生長調節(jié)物質有ABA、CCC、PP333、B9、MH等。3.降低培養(yǎng)環(huán)境中的氧氣濃度通過降低培養(yǎng)材料周圍的大氣壓力或氧含量來保存植物組織培養(yǎng)材料，生長素或細胞

4、分裂素ABA（脫落酸）等是天然的生長抑制劑阻礙RNA聚合酶活性，抑制DNA合成原理：青鮮素（MH）、CCC、B9和PP333（多效唑）等促進生長降代氧分壓，改變培養(yǎng)環(huán)境的氣體狀況，抑制外植體的細胞生理活動，延緩衰老；方法是在保存的材料上覆蓋一層礦物油（石蠟、硅酮油等）或降低培養(yǎng)環(huán)境的氧分壓；此方法始于80年代在煙草上的研究可利用的氧降低到60%，在6周內(nèi)，培養(yǎng)物生長減少60%-80%4.提高培養(yǎng)基滲透壓提高培養(yǎng)基的滲透壓可抑制培養(yǎng)材料的生長。最常用的方法是在培養(yǎng)基中加入甘露醇、醇等。這類化合物是惰性物質，不易被外植體吸收，抑制外植體生長的作用持久。其作用機理是提高培養(yǎng)基的滲透勢負值

5、，造成水分逆境，降低細胞擴大生長所必需的膨壓，使細胞吸水困難，減弱新陳代謝，延緩細胞生長，同時細胞壁酶的活性受到抑制，生長受阻，減少了養(yǎng)分消耗。2-3%10%蔗糖甘露醇此方法最早在木薯和馬鈴薯上應用不易為培養(yǎng)物所吸收，效果更佳5．適宜的光照強度光因子對植物的光合作用和生長有著重要的影響。調節(jié)光照強度以達到最佳的保存效果也是種質保存經(jīng)常使用的方法之一。在較弱光照條件下，培養(yǎng)材料由于光合作用弱，生長緩慢而利于保存。6．培養(yǎng)基的營養(yǎng)控制植物生長發(fā)育依賴外界養(yǎng)分的供給，如果養(yǎng)分供應不足，植物生長緩慢，植株矮小。因此采用降低培養(yǎng)基中的養(yǎng)分水平也可有效地抑制細胞生長，達到保存的目的。7．合適的

6、包扎物試管的包扎物也對保存材料的生長有影響，主要表現(xiàn)在不同的封口材料對試管中氣體成分及其含量等的變化，培養(yǎng)基的風干、污染等有不同程度的影響。因此，選擇合適的包扎物對保存效果的影響很大。鋁箔封口保存效果最佳，保持濕度效果好，還可以防止污染，而使用棉塞時間過長容易造成污染;使用橡皮塞容易造成缺氧，使材料死亡。Meristem高K和IAA12小時光照和20°CKnop培養(yǎng)基：無IAA，低K切成帶葉莖段新鮮培養(yǎng)基20°C9°C每年材料繼代培養(yǎng)一次，保存15年第二節(jié)超低溫保存通常將-80℃以下的溫度稱為超低溫。超低溫冷凍保存一般以液氮為冷源，使溫度維持在-196℃。生物材料在如此低溫下，活細

7、胞內(nèi)的新陳代謝和生長活動幾乎完全停止，處于“生機停頓”狀態(tài)，因而可使植物材料在該溫度下不會發(fā)生遺傳性狀的改變，但細胞活力和形態(tài)發(fā)生的潛能可保存。避免細胞和組織的染色體數(shù)目因長期繼代而發(fā)生的變化和離體材料在長期無性繁殖過程中可能造成的退化和病蟲侵害，從而有效、安全地長期保存那些珍貴稀有的種質。同時，它還有利于國際間進行種質交換，為遺傳育種和理論研究提供較好的材料。材料的準備預處理材料冰浴加冷凍保護劑降溫冷凍化凍活力測定培養(yǎng)遺傳分析超低溫保存的基本操作程序1.材料的選擇和