第11章植物种质资源离体保存

第十一章植物种质资源离体保存

内容：离体种质保存的优缺点及主要方法，超低温保存的原理及技术环节，离体保存种质的遗传完整性。要求：了解种质超低温保存的目的、原理及意义，根本设备和程序。种质资源保存的意义种质资源古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野生近缘植物。

(1)保持生物多样性的需要防止资源灭绝。(2)植物育种工作的根底节约人力物力、便于交流。保存的方式非原生境保存原生境保存种质库(种子)保存离体保存移地保存(种质圃或植物园保存)｛｛原生境保存建立农作物种质资源保护区和保护地；非原生境保存建立各种类型的种质库、种质圃及试管苗库。种质资源的离体保存(germplasmconservationinvitro〕对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料，采用限制、延缓或停止其生长的处理使之保存，在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。优点a.占用空间少，节省人力、物力和土地；b.便于种质资源的交流利用；c.需要时，可以利用离体培养方法很快大量繁殖；d.防止自然灾害引起的种质丧失。缺乏之处a.对于限制或延缓生长的处理，需定期转移，连续继代培养；b.易受微生物污染或发生人为过失；c.屡次继代培养有可能造成遗传性变异及材料的分化及再生能力的逐渐丧失。超低温保存可在一定程度上防止这些问题。一、限制生长保存1.低温保存(lowtemperatureconservation)法该方法应用最广，一般在1-9℃(一些热带、亚热带植物在10-20℃〕下培养。一般一年继代一次。2.高渗透压保存法通过高培养基的渗透压，到达抑制培养物生长速度的保存方法。3.生长抑制剂〔或延缓剂〕保存法如ABA、B9、多效唑。4.降低氧分压保存法降低培养器内氧分压，改变培养环境的气体状况、抑制细胞的生理活性、延缓衰老。5.枯燥保存法降低培养水分，其生命活动就能延缓。二、超低温保存种质概念将植物的离体材料包括茎尖〔芽〕、分生组织、胚胎、花粉、愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方法处理后在超低温〔－196℃液氮〕条件下进行保存的方法。原理液氮中几乎所有的细胞代谢活动、生长都停止了，因而排出了遗传性状的变异。植物材料在超低温条件下在冰冻过程中防止了细胞内水分结冰，并且在解冻过程中防止细胞内水分的次生结冰而到达植物材料保存目的。植物细胞含水量较大，直接投放到液氮中，细胞和组织由于细胞内水分结冰，引起组织和细胞死亡。因此，需采取如下措施，〔1〕选取细胞内自由水少、抗冻力强的植物材料；〔2〕采取一些预处理措施，提高植物的抗冻力；〔3〕在冷冻过程中尽量减少冰晶的形成，防止组织细胞过度脱水；〔4〕在解冻过程中防止冰晶的重新形成以及温度冲击导致的渗透冲击等。超低温保存的根本程序植物材料〔培养物〕的选取材料的预处理冷冻处理：分慢冻法、快冻法、预冻法、干冻法冷冻贮存解冻：分快速解冻、慢速解冻再培养植物离体材料预处理---加速继代，提高培养基渗透压、低温锻炼冷冻防护剂〔0℃〕干冻〔27~29℃〕冷冻快冻〔100~1000℃/min〕预冻〔-20℃或-70℃〕慢冻〔1~5℃/min〕种质库贮存〔-196℃〕迅速解冻〔34~40℃〕再培养〔细胞生长、植株再生〕(二)根本程序▼▼▼▼▼▼▼三、离体保存种质的遗传完整性1.离体种质保存过程中的遗传完整性

变异性通常会增加，如染色体畸变和基因突变。2.影响离体保存种质遗传完整性的主要因素外植体类型培养基成分保存方法保存时间液泡小、含水量少的细胞，可快速化冻。

液泡大、含水量高的细胞那么采用慢速化冻法。

生长季节中的材料，37～40℃温水浴中快速化冻。

木本植物的冬芽，必须在0℃低温下进行慢速化冻。四、化冻方法思考题1.植物种质资源离体保存有何意义？2.超低温保存的原理是什么？它的根本操作程序有哪些？3.影响种质离体保存遗传稳定性的因素有哪些？如何减少种质离体保存过程中的变异？教学大纲绪论内容：植物组织培养根本概念、开展简史及其应用与展望。要求：掌握植物组织培养、外植体、种质资源等概念，了解植物组织培养的开展简史及其应用与展望。第一章实验室及根本操作内容：实验室及根本设备、根本操作，培养基的组成、选择及常用培养基的配制和灭菌技术，离体培养体系的建立等。要求：了解无菌室的组成、常用仪器、设备，掌握仪器和设备的使用方法，培养基的组成及制作方法及培养条件，掌握无菌操作技术。第二章植物组织培养的根本原理内容：植物细胞全能性和细胞分化，离体条件下植物器官的发生，植物体细胞胚胎发生及其影响植物离体形态发生的因素。要求：了解细胞全能性、分化、脱分化和再分化的含义，理解脱分化和再分化的影响因子，掌握愈伤组织的形成、生长和保持；掌握胚状体概念和体细胞胚胎发生过程和途径，了解体细胞胚胎发生的机理、极性、生理隔离、生理学和生物化学，掌握植物离体形态发生的影响因素。教学大纲第三章植物器官和组织培养内容：植物器官和组织培养的根本程序，植物营养器官培养，植物繁殖器官培养，植物组织培养。要求：掌握植物器官和组织培养的根本程序，了解学习植物营养器官培养，植物繁殖器官培养，植物组织培养的意义及原理。第四章植物胚胎培养及离体授粉内容：植物胚培养、植物胚乳培养、植物胚珠和子房培养、植物离体授粉。要求：了解学习植物胚、胚乳、子房和胚珠离体培养的意义及原理，掌握胚、胚乳、子房和胚珠离体培养及离体授粉技术。第五章植物花药和花粉培养内容：植物花药和花粉培养的概念和应用，花药和花粉培养方法，单倍体植株鉴定和染色体加倍。要求：了解植物的花药和药粉培养概念及应用，单倍体植株鉴定和染色体加倍技术；掌握植物的花药和花粉培养技术。教学大纲第六章植物细胞培养内容：植物细胞培养，植物细胞生长和活力的测定，植物细胞培养的应用，人工种子。要求：掌握单细胞的别离的方法、培养技术、悬浮培养技术及其影响因素，掌握人工种子的概念及其制备技术，理解植物细胞生长和活力的测定方法，了解植物细胞培养的应用，第七章植物原生质体培养及细胞融合内容：植物原生质体别离，植物原生质体培养，植物细胞融合。要求：了解原生质别离、纯化、活力测定及其影响因素，掌握原生质体培养的方法、步骤和影响因素；理解植物细胞融合的原理及方法。第八章植物体细胞无性系变异内容：植物体细胞无性系变异的概念及筛选，影响植物体细胞无性系变异的因素，植物体细胞无性系变异的机理。要求：掌握植物体细胞无性系变异的概念及筛选方法，理解植物体细胞无性系变异的影响因素，了解植物体细胞无性系变异的机理。教学大纲第九章植物离体繁殖内容：植物快繁的器官形成方式，植物快繁的程序，影响植物快繁的因素，植物快繁的商业化应用。要求：了解植物快繁的器官形成方式，掌握植物快速繁殖的技术及其影响因素，掌握植物快繁商业化工艺流程、生产、效益分析及注意问题。第十章无病毒苗木培育内容：植物病毒为害和病毒脱除机理，植物脱毒方法，脱毒植株的检测和保存。要求：了解无病毒苗培育的意义，掌握病毒脱除的原理、途经及其技术方法，脱毒苗的检测和保存。第十一章植物种质资源离体保存内容：离体种质保存的优缺点及主要方法，超低温保存的原理及技术