08 第八章 植物种质资源保存
种质资源保存
种质保存的方式:
原地保存 异地保 存
原地保存主要通过建立自然保护区、 原地保存主要通过建立自然保护区、天然公园来实现种 质保存的目的； 质保存的目的； 异地保存则通过建立植物园、种质资源圃、 异地保存则通过建立植物园、种质资源圃、种子库以及 离体保存等方法来实现。 等方法来实现。
离体保存的意义:
超 低 温 库
马铃薯限制生长离体试管苗保存技术
（一）试管苗培 养 （二）延长试管 苗保存期 1.培养基中 培养基中 添加脱落酸 和甘露醇 2.用塑料薄 用塑料薄 膜封闭试管 口 3.加入适当 加入适当 多量的培养 基
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种质资源离体保存
离体保存方法： 离体保存方法： 低温保存 超低温保存 生长抑制剂保存
项目介绍
种质是亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质。 种质是亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质。 是亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质 植物种质资源即为携带各种不同遗传物质的植物总称， 植物种质资源即为携带各种不同遗传物质的植物总称，又称 即为携带各种不同遗传物质的植物总称 遗传资源或品种资源，包括栽培， 遗传资源或品种资源，包括栽培，野生及人工创造的各种 植物的品种或品系。 植物的品种或品系。 种质资源保存是指在天然或人工创造的适宜环境条件下， 种质资源保存是指在天然或人工创造的适宜环境条件下，贮 是指在天然或人工创造的适宜环境条件下 存植物种质，使其保持生命力与遗传性的技术。 存植物种质，使其保持生命力与遗传性的技术。
再培养法
（5）再培养 ）
指将已解冻的材料重新置于培养基上使其恢复生长 的过程。 的过程。再培养是检验冷冻保存效果或确定保存方 法是否合适的最根本方法。 法是否合适的最根本方法。
组织材料
植物种质资源收集、保存与引种驯化
六、种质资源的分类 1. 本地种质资源： 指在当地的自然和栽培条件 下，经长期的栽培与选育而得到的植物品种和 类型。地方品种 2. 外地种质资源： 由国内其它地区或国外引进的 植物品种和类型。 3. 野生种质资源： 未经人们栽培的自然界野生的 园林植物。 4. 人工创造的种质资源： 人工应用杂交、诱变等 方法所获得的变异类型
种子保存： 是以种子为繁殖材料的种类最简便、最经济、 应用最普遍的资源保存方法。 优点：种子容易采集、数量大而体积小，便于贮存、包 装、运输、分发。 1 ）种子的类型 正常型（ orthodox type ）种子：通过适当降低种子含 水量，降低贮存温度可以显著延长其贮存时期的一类种 子。 顽拗型（ recalcitrant type ）种子：在干燥、低温的条 件下反而会迅速丧失生活力的一类种子。如核桃、栗、 榛、椰子、番樱桃、山竹子、油棕、南洋杉、七叶树、 杨、柳、枫、栎、樟、茶、佛手、菱筹。一般不便于种 种质资源收集的原则 • 根据收集的目的和要求、单位的具体条件和任 务，确定收集的对象，包括类别和数量； • 收集范围由近及远，根据需要先后进行； • 种苗的收集应遵照种苗调拨制度的规定，注意 检疫； • 收集工作应细致周到、清楚无误，做好登记核 对，尽量避免材料的重复和遗漏。
园林植物种质资源收集、保存与引种驯化
一、实验目的： 1、正确理解园林植物种质资源的概念 2、掌握园林植物种质资源的分类、收集、 保存与引种驯化的方法。
二、园林植物种质资源的概念： 种质：决定生物遗传性状，并将其遗传信息从亲 代传给子代的遗传物质总体。 • 种质资源：携带种质的载体。可以是群体、个 体，也可以是器官、组织、细胞、个别染色体乃 至 DNA 片断。即种质应包括群体、个体、配子 及分子等不同水平的种质。 • 园林植物种质资源：指包含一定的遗传物质， 表现一定的优良性状，并能将其遗传性状传递给 后代的园林植物资源的总和，包括野生种、半野 生种和各种栽培类型。
种质资源库的保存方法
种质资源库的保存方法植物种质资源保存主要有原地保存、异地保存和设施保存3种方式。
设施保存的场所又称种质资源库，英文意译为”种质银行“，是当前最有效、最安全的保存方式，它包括种子低温保存、超低温保存及种质离体保存等方法。
种质库保存以种子为主体的作物种质资源及其近缘野生植物，这些材料可随时提供给科研、教学及育种单位研究利用及其国际交换。
种质库在接纳到种子后，需对种子进行清选、生活力检测、干燥脱水等入库保存前处理，然后密封包装存入-18℃冷库。
入库保存种子的初始发芽率一般要求高于85%，种子含水量降至5%～6%。
根据科学家估算，在上述贮藏条件下，一般作物种子寿命可保存50年以上。
型号：TPZY-C林木种质资源保存主要有原地保存、异地保存和设施保存3种方式。
设施保存的场所又称林木种质资源库或林木种子标准样品库，英文意译为”种质银行“，是当前最有效、最安全的保存方式，它包括种子低温保存、超低温保存及种质离体保存等方法。
种质库保存以种子为主体的作物种质资源及其近缘野生植物，这些材料可随时提供给科研、教学及育种单位研究利用及其国际交换。
种质库在接纳到种子后，需对种子进行清选、生活力检测、干燥脱水等入库保存前处理，然后密封包装存入-18℃冷库。
托普仪器已为广大科研院校、教育及育种单位研发建设的林木种质资源库，助力种质资源保存工作。
托普林木种质资源库主控系统功能：1.全新动态恒温恒湿控制系统，响应快，精度高。
2.任意设定的温度、湿度控制参数，自动构成局部的微气候环境。
触摸屏尺寸不小于5.7英寸,所有的参数显示和设定均可在触摸屏上进行，在全彩色触摸屏上进行参数设置等操作的功能，可根据种子种类的不同选择最佳制冷或除湿的运行模式，可在触摸屏上直接设置温度，湿度，时间，模式等参数, 具有实时温湿度，历史温湿度数据曲线，设备运行状态显示，故障图形代码显示等专用功能。
3.整个控制系统具有计算机通讯接口，如有需要可以安装上位机软件对整个控制过程进行全程监控，对库房的的温湿度数据进行电脑数据显示、曲线显示、数据记录以及打印等。
林木育种中的种质资源收集与保存
林木育种中的种质资源收集与保存林木育种是提高林木产量、质量以及抗逆性等性状的重要手段，而种质资源的收集与保存是林木育种的基础。
种质资源是指包含在林木遗传多样性中的所有遗传信息，包括种内遗传变异和种间遗传差异。
在我国，林木种质资源的收集与保存工作已经取得了显著的成果，但仍然面临着许多挑战。
种质资源的收集种质资源的收集是林木育种工作的首要任务，其目的是为了获取具有优良遗传特性的个体。
种质资源的收集应遵循以下原则：1.广泛收集：在收集种质资源时，应尽可能地覆盖我国现有的林木遗传资源，包括野生种、栽培种以及珍稀濒危种。
2.重点收集：根据林木育种的目标，有针对性地收集具有优良性状的个体。
例如，针对抗病、抗旱、抗寒等抗逆性强的性状，应优先收集相关种质资源。
3.科学收集：在收集种质资源时，应采用科学的方法，确保所收集的个体具有较高的遗传稳定性和遗传多样性。
4.依法收集：在收集种质资源时，应遵守相关法律法规，保护野生种质资源和农民的合法权益。
种质资源的保存种质资源的保存是为了确保收集到的遗传资源长期稳定地保存下去，以便于育种学家进行遗传研究和育种工作。
种质资源的保存方法主要包括原地保存和异地保存：1.原地保存：是指在自然分布区或栽培区域内，对具有遗传价值的个体进行保护，包括建立自然保护区、遗传资源原地保存基地等。
2.异地保存：是指将收集到的种质资源转移到基因库、植物园、树木园等场所进行保存。
异地保存具有以下优点：•避免了因自然灾害、气候变化等原因导致的遗传资源丧失；•便于进行遗传资源的调查、研究和利用；•有利于提高遗传资源的利用效率，为林木育种提供丰富的遗传材料。
种质资源的利用种质资源的利用是林木育种工作的核心，通过对种质资源的创新利用，可以培育出具有优良性状的新品种。
种质资源的利用主要包括以下几个方面：1.遗传资源评价：对收集到的种质资源进行生物学、生态学、遗传学等方面的评价，了解其性状稳定性、适应性、抗逆性等特点。
植物种质资源保护与利用
植物种质资源保护与利用植物种质资源是指植物的遗传信息和遗传资源，是人类赖以生存和发展的重要基础。
植物种质资源的保护与利用是人类对自然界中丰富多样的植物资源进行科学管理和合理利用的重要手段，对于保护生态环境、维护生态平衡、促进农业发展、推动经济增长具有重要意义。
本文将从植物种质资源保护与利用的意义、现状和挑战以及相关措施等方面进行探讨。
一、植物种质资源保护与利用的意义1. 保护生态环境。
植物是地球上最重要的自然界组成部分之一，对于维持地球生态平衡具有不可替代的作用。
通过科学管理和合理利用植物种质资源，可以有效保护生态环境，维持生态平衡。
2. 促进农业发展。
农业是人类赖以生存和发展的基础产业，而丰富多样的植物种质资源为农业发展提供了丰富而可靠的基础材料。
通过研究和利用植物种质资源，可以培育出高产、抗病虫害、适应性强的新品种，提高农作物产量和质量，促进农业的可持续发展。
3. 推动经济增长。
植物种质资源的研究和利用不仅可以为农业发展提供支撑，还可以为其他产业的发展提供重要支持。
例如，药用植物种质资源的开发利用可以促进医药产业的繁荣；经济作物种质资源的研究和利用可以推动工业生产和出口贸易。
二、植物种质资源保护与利用的现状1. 种质资源保护现状。
目前全球范围内对植物种质资源进行保护与管理的机构众多，例如国际植物遗传资源机构、国家级遗传资料中心等。
各国领导也制定了一系列法律法规来保护和管理本国范围内的植物遗传资源。
然而，在实际操作中仍存在一些问题，如保护范围不全面、管理手段不够科学等。
2. 种质资源利用现状。
目前全球范围内的种质资源利用主要集中在农业领域，主要包括农作物的品种改良、新品种选育、种质资源的保存和利用等方面。
在其他领域，如药物研发、生物工程等方面的利用还相对较少。
此外，对于植物种质资源的商业化利用和产业化发展还存在一定的障碍。
三、植物种质资源保护与利用面临的挑战1. 生态环境破坏。
随着人类活动的不断扩张和生产方式的不断改变，生态环境破坏日益严重，导致许多植物遗传资源受到威胁和破坏。
种质资源保存与利用
种质资源保存与利用：种质资源保存与利用是农业发展的重要基础，也是现代农业科技创新的重要领域之一。
种质资源是指具有实际或潜在利用价值的遗传资源，包括经过人工创造或天然存在的各种动植物、微生物资源等。
种质资源保存的目的是保持遗传资源的多样性和可持续性，防止资源流失和灭绝。
通过建立种质资源库和种质资源保护区，可以长期保存种质资源，并保证其可持续利用。
同时，加强种质资源的鉴定评价和保护利用，可以挖掘具有重要应用价值的遗传资源，为现代农业发展提供物质基础。
在种质资源的利用方面，加强农业种质资源国际合作交流、建立农业种质资源便利通关机制、完善农业种质资源分类分级保护名录、开展农业种质资源中长期安全保存等工作非常重要。
这些措施可以有效提高农业种质资源的保护水平和利用效率，为农业生产提供更加可靠的保障。
同时，为了提升种业竞争力，推进开发利用也是必要的。
组织实施优异种质资源创制与应用行动、推进良种重大科研联合攻关、深入推进种业科研人才与科研成果权益改革、建立国家农业种质资源共享利用交易平台等措施可以有效促进农业种质资源的开发利用，提升我国农业的国际竞争力。
园艺植物育种学总论作业参考答案
第一章绪论1.简述园艺植物育种学的概念、内容和主要任务。
概念：园艺植物育种学是研究改良作物遗传性状和繁殖优良品种，特别是改良经济性状使之更符合人类生产和生活需要的理论和技术的科学。
内容：（1）育种目标的制定以及实现育种目标的策略；（2）种质资源的搜集、保存、研究、评价、利用及创新；（3）人工创造变异的途径、方法及技术；（4）人工选择的理论及方法；（5）主要目标性状的鉴定、遗传规律；（6）各种育种方法与应用；（7）新品种保护与品种审定（鉴定）、推广。
任务：研究育种规律；发掘、研究和利用各种种质资源；制定正确的育种目标；通过各种育种途径，应用先进的科学技术与手段，改良品种的遗传素质与群体构成，培育出高产、稳产、优质的新品种或新的类型。
并且在繁殖与推广新品种的过程中，保持优良品种的种性，提供量足、质优、价廉的生产用种，充分发挥优良品种的增产作用，促进高产、高效、优质农业的发展。
2.根据你掌握的进化理论与遗传学的知识，谈谈自然进化、人工进化与遗传改良的关系。
自然进化是自然变异和自然选择的进化；进化的方向主要取决于自然选择的方向。
进化结果是更适应环境，适者生存。
人工进化是人类为发展生产的需要，利用自然变异和人工创造变异，并进行人工选择的进化。
进化的方向主要取决于人工选择的方向。
进化结果是更适于生产，更是人类的需要。
人工进化比自然进化速度快。
二者的方向不完全一致。
遗传改良实际上就是作物的人工进化。
3.作物品种有何特性？园艺植物优良品种在生产中有什么作用？特性：（1）特异性：至少有一个以上明显不同于其他品种的可辨认的标志性状。
（2）一致性：品种内个体间的主要经济性状相对整齐一致。
（3）稳定性：经过繁殖，品种的主要性状相对稳定、没有明显变化。
（4）地区性：每个品种都有一定的适应地区和适宜的栽培条件。
（5）时间性：每个品种又有一定的寿命，即使用期限。
要不断创造符合需要的新品种来更换过时的老品种。
（6）局限性：每个品种都会存在某方面的缺陷，不可能在所有方面都符合生产、加工或消费要求。
种质资源保存方法
种质资源保存方法种质资源保存是指通过某种方式将植物、动物或微生物的遗传信息保存下来，以供未来利用。
种质资源的保存对于农业、畜牧业、渔业、草业和微生物资源的研究和利用至关重要。
在世界各地，种质资源保存已经成为保护生物多样性和可持续发展的重要措施之一。
种质资源保存方法有多种，包括冷冻冷藏、冷冻干燥、显微冻干、液态氮冻存、遗传变异保存和活体保存等。
下面将对几种常见的种质资源保存方法进行详细介绍。
1. 冷冻冷藏：冷冻冷藏是一种经济、简单且广泛应用的种质资源保存方法。
它利用超低温条件将种子、胚胎、花粉或细胞等种质资源冷藏保存，减缓其新陈代谢过程，从而延长其保存寿命。
冷冻冷藏通常在零下18至零下196的冷库中进行。
由于在冷冻过程中可能出现冰结晶的问题，因此在保存前需要对种质资源进行预处理，如加入保护剂、脱水或将其包裹在冷冻保护胶中。
2. 冷冻干燥：冷冻干燥是一种将水分从种质资源中去除的方法。
它通过将种子或胚胎置于低温下，然后将其暴露在低压环境中，使水分以固体的形式从种质资源中转变为气态，达到干燥的效果。
冷冻干燥可以有效防止冰结晶损伤，同时减缓种质资源的新陈代谢速度。
冷冻干燥需要高度精确的设备和操作技术，因此在实践中相对较少使用。
3. 显微冻干：显微冻干是一种将种质资源在显微镜下进行冻干的方法。
它使用显微镜将种质资源放置在微小观察盒中，然后将其冷冻并暴露在低压环境下进行干燥。
显微冻干可以保持种质资源的原始形状和结构，避免了冻干过程中可能出现的形变和损伤。
这种方法主要适用于细胞和微生物等微小种质资源的保存。
4. 液态氮冻存：液态氮冻存是一种将种质资源置于极低温度下保存的方法。
液态氮的温度为零下196，是一种非常冷的物质。
液态氮冻存可以有效地保护种质资源，防止其发生任何生物、化学或物理变化。
液态氮冻存被广泛用于保存胚胎、细胞、酵母菌、昆虫等种质资源。
5. 遗传变异保存：遗传变异保存是指通过人为调控和利用种质资源的遗传变异来保存这些资源。
细胞工程第八章 植物种质资源的保存
二、超低温保存技术 (二) 影响超低温保存效果的主要因素及调 控措施。
1．材料的基本特性 2．预培养和低温锻炼 3．冰冻保护剂的应用 4．化冻方法 5．再培养
第八章 植物种质资源的保存
复习思考题 1．植物离体超低温保存的概念。 2．植物材料超低温保存的细胞学基础。 3．超低温保存的方法及其技术要点。 4．影响超低温保存效果的主要因素及 调控措施。
2、 贮藏保存
用控制贮藏条件 ( 主要是温度和湿度 ) 的方法 , 来保持 品种资源种子的生活力。
长期贮藏保存种子生活力的技术关键是低温和干燥 , 通 过控制种子周围环境中的温湿度 , 迫使种子处于代谢作用 的最低限度。
贮藏保存种质资源采用种质库 , 种质库分三种：长期库、 中期库和短期库。
第八章 植物种质资源的保存
（2）慢速解冻 先置于0 ℃解冻，在逐渐升温至室温。可 以使水分慢慢渗入细胞内。
第八章 植物种质资源的保存
第三节 超低温保存
二、超低温保存技术
7．保存材料复苏培养
保存材料解冻后，需用液体培养基冲洗几遍，除去冷冻 防护剂的残留毒害。
然后可以在固体培养基上进行培养，进行正常生长，再 生植株。
第八章 植物种质资源的保存
第三章、细胞工程实验室设置与基本技术
第八章 植物种质资源的保存
第三节 超低温保存
二、超低温保存技术 冷冻处理方法 （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。
植物种质资源的离体保存
种质库要定期检查，保持清洁，及时清除污染材料，并注 意积累资料。
第三节 植物种质资源的超低温保存
超低温保存也叫冷冻保存，一般以液N2为冷源，使保存 温度维持在-196℃。
超低温保存1949年成功的应用于动物细胞的保存。20 世纪70年代以来，应用于植物材料保存，目前已经有不 少成功的例子。
自然保护区
◆非原生境保存（ex situ conservation）是指种质保存于该植物 原生态生长地以外的地方，包括异地保存（ 种质圃或植物园保存）、种质库（种子）保 存、离体（试管）保存等。
植物园
种质库
种质资源保存的意义
①保持生物多样性的需要 防止资源灭绝。
②植物育种工作的基础 节约人力、物力，便于交流。
离体种质保存的缺点：
①对于限制或延缓生长的处理，需定期转移，连续继 代培养。 ②易受微生物污染或发生人为差错。 ③多次继代培养有可能造成遗传性变异及材料的分化 和再生能力的丧失。
超低温保存可在一定程度上避免这些问题。
种质资源 离体保存
常温限制 生长保存
低温保存
超低温保存
第一节 植物种质资源的常温限制 生长保存
低温保存的基本特征是保存材料的定期继代培养，不断繁 殖更新；基本措施是控制保存材料所处的温度和光照。一 般，5—10℃适宜保存温带起源植物的试管苗，15— 18℃可用于热带植物试管苗的保存。除了温度的控制之 外，适当缩短光照时间，降低光照强度，也能减缓材料的 生长速度，延长保存时间。延缓保存材料生长速度的另一 项措施是改变培养基的成分。
保存原理：
低温冰冻过程中，如果生物细胞内水分结冰，细胞结 构就遭到不可逆的破坏，导致细胞和组织死亡。植物材料 在超低温条件下之所以可以长期保存并能在离开保存环境 后正常进行细胞分裂和分化就是在冰冻过程中避免了细胞 内水分结冰，并且在解冻过程中防止细胞内水分次生结冰 而达到植物材料保存目的。 植物细胞含水量大，冰冻保存难度大，投放液N2中 易引起组织和细胞死亡，故须借助于冷冻防护剂，防止细 胞冰冻或解冻时引起过度脱水而遭到破坏，保护细胞。
种质资源的保存方法之离体保存(作物育种技术课件)
《作物育种技术 》 —质资源的保存方法三：离体保存
2016.02.28
种质资源的保存方法三：离体保存
植物体的每个细胞在遗传上是全能的，含有发育所 需的全部遗传信息。自70年代以来，国内外开展了用试 管保存组织或细胞培养物的方法，来有效的保存种质资 源的材料。
种质资源的保存方法三：离体保存
种质资源的保存方法三：离体保存
为了避免细胞培养 物中的继代转移，减少 继代培养工作中所导致 的遗传变异，近年来又 发展了培养物的超低温 （液N-196℃）长期保 存法。
种质资源的保存方法三：离体保存
超低温保存对于那些寿命短的植物、组织培养体细 胞无性系、遗传工程的基因无性系、抗病毒的植物材料 及濒临灭绝的野生植物，都是很好的保存方法。
目前，作为保存种质资源的细胞或组织培养物有： 愈伤组织、悬浮细胞、幼芽生长点、花药、花粉பைடு நூலகம்体细 胞、原生质体、幼胚等。
种质资源的保存方法三：离体保存
利用这种方法保存种质资源，可以解决使用常规方 法所不易保存的某些资源材料，如具有高度杂合性、不 能产生种子的多倍体材料和无性繁殖作物等，可以大大 节省保存空间，节省土地、人力，另外用这种方法保存 的种质，繁殖速度快，还可避免病虫的危害等。
种质资源的保存方法三：离体保存
种质资源的保存方法三：离体保存
种质资源库的保存方法
种质资源库的保存方法植物种质资源保存主要有原地保存、异地保存和设施保存3种方式。
设施保存的场所又称种质资源库，英文意译为”种质银行“，是当前最有效、最安全的保存方式，它包括种子低温保存、超低温保存及种质离体保存等方法。
种质库保存以种子为主体的作物种质资源及其近缘野生植物，这些材料可随时提供给科研、教学及育种单位研究利用及其国际交换。
种质库在接纳到种子后，需对种子进行清选、生活力检测、干燥脱水等入库保存前处理，然后密封包装存入-18℃冷库。
入库保存种子的初始发芽率一般要求高于85%，种子含水量降至5%～6%。
根据科学家估算，在上述贮藏条件下，一般作物种子寿命可保存50年以上。
型号：TPZY-C林木种质资源保存主要有原地保存、异地保存和设施保存3种方式。
设施保存的场所又称林木种质资源库或林木种子标准样品库，英文意译为”种质银行“，是当前最有效、最安全的保存方式，它包括种子低温保存、超低温保存及种质离体保存等方法。
种质库保存以种子为主体的作物种质资源及其近缘野生植物，这些材料可随时提供给科研、教学及育种单位研究利用及其国际交换。
种质库在接纳到种子后，需对种子进行清选、生活力检测、干燥脱水等入库保存前处理，然后密封包装存入-18℃冷库。
托普仪器已为广大科研院校、教育及育种单位研发建设的林木种质资源库，助力种质资源保存工作。
托普林木种质资源库主控系统功能：1.全新动态恒温恒湿控制系统，响应快，精度高。
2.任意设定的温度、湿度控制参数，自动构成局部的微气候环境。
触摸屏尺寸不小于5.7英寸,所有的参数显示和设定均可在触摸屏上进行，在全彩色触摸屏上进行参数设置等操作的功能，可根据种子种类的不同选择最佳制冷或除湿的运行模式，可在触摸屏上直接设置温度，湿度，时间，模式等参数, 具有实时温湿度，历史温湿度数据曲线，设备运行状态显示，故障图形代码显示等专用功能。
3.整个控制系统具有计算机通讯接口，如有需要可以安装上位机软件对整个控制过程进行全程监控，对库房的的温湿度数据进行电脑数据显示、曲线显示、数据记录以及打印等。
植物组织培养对种质资源的保存和利用
植物组织培养对种质资源的保存和利用随着人类社会的不断发展和科技的不断进步，植物的种质资源日益减少。
而作为基础的植物细胞和组织，它们的存在不仅仅是植物自身的生命形式，同时也涵盖了植物种质资源的丰富性和多样性。
为了保护和发扬生态文明的基础，同时利用这些植物的种质资源，探究植物的科学本质，我们需要寻找新的方法和手段。
在此，本文将探究植物组织培养在保护和利用种质资源方面所起到的关键作用。
一、植物组织培养在种质资源保护方面的作用在空气污染、人口增加、森林砍伐等多方面的压力下，许多植物种质资源面临严峻的威胁。
这也是使植物组织培养技术应运而生的一个主要原因。
植物组织培养，是指在无菌条件下将植物的细胞、组织或器官通过特定培养条件生长、分化和再生的过程。
利用这种技术，可以将已经消失或快要消失的植物进行培养，并成功地进行保护和保存。
这种新的生物技术可以将植物的基因保存到冰箱中，以保证其能够在未来的某个时候被复活和利用。
同时，植物是我们生活的重要资源。
我们可以从中提取药物、食品、化妆品等，并利用这些植物为我们的生态环境提供更多的帮助。
植物组织培养技术可以使得我们将活性成分提取出来，并探究这些成分的作用方式和机理。
可以通过这种方式获得生物活性物质，并制作高效的药物。
植物组织培养技术还可以用来改良和选育植物，以进一步提高植物的生产力、产量和可持续性。
二、植物组织培养子技术随着植物组织培养的发展，一些相关的子技术也逐渐涌现出来。
例如愈伤组织培养、单细胞培养、小麦离体培养等。
虽然这些子技术的实施方法和条件略有不同，但是其根本的作用是类似的。
1.愈伤组织培养愈伤组织是植物受到机械、物理或生物性损伤后产生的增生性细胞。
利用愈伤组织培养技术，可以加速植物的发育和增长，使得植物生长得更加健康。
2.单细胞培养单细胞培养是指将一个具有分化潜力的细胞通过培养条件生长、分化和再生的过程。
利用这种技术，可以产生新的植物材料。
3.离体培养离体培养是指将植物的某一器官或部分体，如茎、叶和根，分离出来以进行单独的培养。
植物种质资源的保护和利用
植物种质资源的保护和利用植物种质资源在人类生活和经济发展中起着重要的作用。
为了保障植物种质资源的持续利用和保护，各国纷纷采取了一系列措施。
本文将从植物种质资源的定义、保护方式、利用方法等方面进行探讨。
一、植物种质资源的定义植物种质资源是指在自然界中广泛分布的植物种类和它们所拥有的遗传多样性。
植物种质资源具有丰富的遗传变异，具有抗病虫害、适应环境等优势，对于农业、医药、生态环境等方面具有重要价值。
二、植物种质资源的保护方式为了保护植物种质资源，各国采取了多种措施。
一方面，建立植物种质资源的保护区和自然保护区，划定专门的保护区域，维持和恢复物种的生态平衡。
另一方面，建立植物种质资源库和基因库，收集、保存和研究植物的遗传信息，为后续的利用提供保障。
三、植物种质资源的利用方法植物种质资源的利用方法多种多样。
首先，通过选育和改良，改善植物的品质和产量，培育出适应不同环境和需求的新品种。
其次，利用植物种质资源进行药物的研发和生产，提取药用植物中的有效成分，用于医药领域。
此外，植物种质资源还可以用于生态保育，修复受损的生态系统，维持生态平衡。
四、植物种质资源的国际合作植物种质资源的保护和利用需要国际间的合作。
各国可以共享资源，共同研究和开发植物种质资源，共同应对环境变化和病虫害问题。
国际组织，如联合国粮农组织（FAO）、世界知识产权组织（WIPO）等，也开展了相关的合作项目，加强植物种质资源的国际保护和合理利用。
五、植物种质资源的经济价值植物种质资源对经济发展具有重要意义。
通过保护和利用植物种质资源，可以促进农业的发展，提高农作物的产量和质量，增加农民的收入。
同时，植物种质资源的药用价值也非常高，可以开发出种类繁多的药物，满足人们对健康的需求。
此外，植物种质资源还有很大的经济潜力，可以开发出众多的生物技术和工业产品。
六、植物种质资源的可持续利用植物种质资源的保护和利用需要遵循可持续发展的原则。
首先，要加强宣传和教育，提高人们对植物种质资源的认识和重视，增强保护意识。
叙述树木种质资源的保存方法
叙述树木种质资源的保存方法树木种质资源是指树种及其个体之间的遗传差异，它们对生态系统的功能和稳定性具有重要的影响。
为了保护和利用树木种质资源，我们需要采取一系列的保存方法。
下面将详细介绍树木种质资源的保存方法。
首先，保存树木种质资源的一种常用方法是建立树木种质资源库。
这种资源库一般采用常温或低温条件，将种子或植物体进行冷冻保存。
具体来说，首先收集多样性较高的树木种子或植物体，并鉴定它们的遗传特征。
然后，将这些种子或植物体进行分离和储存。
在分离储存过程中，一方面可以进行幼苗培养和扩增，以增加存储数量；另一方面可以进行分子鉴定和遗传分析，以保证储存物种的真实性和稳定性。
其次，保存树木种质资源的另一种常用方法是建立活体树木保护区。
这种保护区一般采用露天或温室的方式，通过种植和管理树木来保护和保存种质资源。
具体来说，首先选择适宜的地点和土壤条件，然后选择多样性较高的树木种植在该地。
在种植过程中，需要严格控制和管理外来物种和病虫害的传播，以保证树木种质资源的纯度和品质。
此外，还需要定期进行监测和评估，以了解树木种质资源的保存情况，并采取相应的措施进行调整和改进。
另外，保存树木种质资源的方法还包括人工遗传改良和基因保护。
人工遗传改良一般采用杂交和选择的方式，通过人工干预和选择优秀的遗传特征，来提高树木种质资源的品质和产量。
具体来说，通过交配和杂交，可以将不同树木的遗传特征进行组合和重组，以获得更好的遗传性状。
同时，通过选择和后代分离，可以筛选出具有优良遗传特征的个体，并进行繁殖和推广。
基因保护一般采用基因库和基因库的方式，通过提取和保存树木的DNA样本，来保存树木的遗传信息和遗传多样性。
综上所述，保护树木种质资源是重要的生物多样性保护工作之一、通过建立树木种质资源库、建立活体树木保护区、人工遗传改良和基因保护、科学研究和宣传教育等手段可以有效地保存树木种质资源，促进树木种质资源的可持续利用和保护。
植物种质资源保护与利用
植物种质资源保护与利用植物作为地球生态系统的重要组成部分，对维持生态平衡具有重要作用。
同时，植物也是人类的重要资源，为我们提供了食物、药物、木材等多种物质和文化价值。
保护和合理利用植物资源是维护生态环境和促进经济发展的重要任务。
其中，植物种质资源的保护与利用显得尤为重要。
一、什么是植物种质资源植物种质资源是指植物个体或群体的各种遗传信息，包括基因、染色体和细胞器，是获取和利用植物遗传资源的基础。
种质资源包括野生资源、栽培种以及人工创造的新品种。
二、植物种质资源的保护与利用(a) 保护植物种质资源的保护是指保护物种遗传信息不因人为因素而流失或退化，确保物种的生存和基因的稳定传承。
植物种质资源保护的方式主要包括:(1) 野生保护区在野生植物出现频繁的地区增设野生保护区，禁止非法采伐和破坏植物资源，加大对植物资源的保护力度。
(2) 种质库建立植物种质库，对来自野生的、栽培的和遗传改良的植物种质进行采集、鉴定、保存和利用，保护和开发物种遗传多样性。
(3) 研究和监测加强对物种多样性的调查研究和监测，建立完整的数据库，提高物种保护意识和能力。
(b) 利用植物种质资源的利用是指将种质资源通过育种、比较遗传学、基因改良等手段，开发出新的品种或改良已有品种，以满足社会经济需求。
植物种质资源的利用主要包括：(1) 育种和改良结合自然和人工选择，通过培育和选择繁殖出更优良的植物品种，在提高植物品种质量的同时，增加生产效益。
(2) 遗传改良通过基因编辑和基因转移技术等手段，快速实现基因的变异和整合，加速植物品种的进化和育种进程。
(3) 植物保育通过对重要的植物群体进行保育和繁殖，保护物种的遗传资源，同时为生产提供更加可靠和丰富的基础资源。
三、植物种质资源保护与利用的重要性(a) 促进社会经济发展植物种质资源是维护生态平衡，促进农业和林业发展，提高国民经济效益的重要基础。
通过对植物种质资源的保护和利用，可以增加植物物种适应环境能力，提高产品竞争力。
第八章植物种质资源保存
（3）预冷冻法
分步冰冻法
• 此法将快速和慢速2种冰冻方法结合起来。首先用较慢的速度 （0.5～4℃/min）使植物材料从0℃降至一定的预冷温度（一 般为-40℃）并停留一段时间（一般10min左右），使细胞进行 适当的保护性脱水，然后再浸入液氮冷冻。
• 种质资源保存(germplasm conservation)是指在天
然或人工创造的适宜环境条件下，贮存植物种质， 使其保持生命力与遗传性的技术。
种质资源保存的必要性：
➢种质资源或称基因库是选育新品种的最基本的原 始材料。
➢ 植物种质资源的多样性由于自然灾害和人为活动 受到严重影响，作物品种资源日益匮乏
《重要野生植物种质资源收集保存的标 准化及共享试点》（2004DKA30430）
红河学院参与
100份植物标本 种子
DNA材料
清华大学核能与新能源技 术研究院环境工程专业博 士研究生
香港大学博士研究生
大学生创业楷模
第二节 种质资源离体保存
• 自1975年Henshaw和Morel 首次提出离体保存 (conservation in vitro)植物种质的策略以来，该项 技术受到植物界的极度重视。
拥有妥善保存多种多样的种质资源成为人类十分 关注的问题
第一节 种质资源保存类型
种质资源的保存方式有两种，即原生境保存和 非原生境保存。 ➢原生境保存（原地保存）：将植物的遗传材料保 存在它们的自然环境中。
云南国家级（17个，全国329个，截止10
年2月）
• 哀牢山国家级自然保护区 • 高黎贡山国家级自然保护区 • 大山包黑颈鹤国家级自然保护区 • 大围山国家级自然保护区 • 金平分水岭国家级自然保护区 • 黄连山国家级自然保护区 • 文山国家级自然保护区 • 无量山国家级自然保护区 • 西双版纳国家级自然保护区 • 西双版纳纳版河流域国家级自然保护区 • 苍山洱海国家级自然保护区 • 白马雪山国家级自然保护区 • 南滚河国家级自然保护区 • 长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区* • 药山国家级自然保护区 • 会泽黑颈鹤国家级自然保护区 • 永德大雪山国家级自然保护区
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（2）慢速冰冻法 将处于0℃或其他预处理温度的材料以1-2℃/min的降温速度 从起始温度降到-100℃，稳定1h后，投入到液氮保存或以此 降温速度连续降温至-196℃的方法。逐步降温过程可以使细
胞内水分有充足的时间不断流到细胞外结冰，从而使细胞内
水分含量减少到最低限度，达到良好的脱水效果，避免细胞 内结冰。 这种方法适合于液泡化程度较高的植物材料，如悬浮细胞、 原生质体等。
清华大学核能与新能源 技术研究院环境工程专 业博士研究生 香港大学博士研究生 大学生创业楷模
第二节 种质资源离体保存
• 自1975年Henshaw和Morel 首次提出离体保存
(conservation in vitro)植物种质的策略以来，该项
技术受到植物界的极度重视。
种质资源的离体保存(germplasm conservation in vitro)：是
-25，-35，-40℃等，每个温度停留10 min左右，然后浸入 液氮。
（4）干燥冰冻法 将样品在含高浓度渗透性化合物（如甘油、糖类物 质等）培养基上培养一段时间，或者经硅胶、无菌 空气干燥脱水数小时，或者用褐藻酸钙液泡包裹样 品，无菌风进一步干燥，然后直接投入液氮； 或者用冷冻保护剂处理后吸除表面水分，密封于金 箔中进行慢冻。 只要脱水足够，细胞内溶液浓度即可达到较高水平 因而易进入玻璃化状态。这种方法对某些植物的愈 伤组织、体细胞胚、胚轴、胚、花粉、茎尖及试管 苗等较合适，但对大多数对脱水敏感的材料不适用。
中国科学院昆明植物研究所种质资源库
中国科学院昆明植物研究所种质资源库包括种子库、植物离体库、微生物库、动物种质资
源库、DNA库和信息中心等在内的‘资源库’建筑面积约7千平方米，目前共收集和保存
中国重要和国外部分野生生物种质资源13148种156799份（含重复保存部分），其中种子 7471种53344份、植物离体种质资源1200种12000份、总DNA2400种22000份、微980株（丛）。
• 世界末日种子库（The Svalbard "Doomsday" Seed Vault）在距离北极点约1000 公里的挪威斯瓦尔巴群岛的 一处山洞中，具体处于斯匹 次卑尔根岛的朗伊尔城 （Longyearbyen），地理坐 标78°14′09″N 15°29′29″E[1] ，约1 亿粒世 界各地的农作物种子被保存 在零下18 摄氏度的地窖中。
指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措施使之保存， 在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。 离体保存的意义 可使一些无性繁殖作物种质资源低温长期保存，避免资
源的丢失。
节省土地和劳力，方法简单，花费少并能在保存中脱毒。 一旦利用可快速繁殖；也利于种质交换。
冻结和渗透过程不断进行，这种过程称为保护性脱水。
当复温时，温度升高，冻结的冰不断融化，水分由胞外向胞内 渗透，使收缩的细胞膨胀，可能恢复原状。
精确控制上述过程，能使细胞在降温、复温、渗透过程中不被
损伤而死亡。
溶液的玻璃化理论
溶液在降温时，如果没有均一晶核或晶核生长缺乏足 够的时间，就首先形成过冷溶液。继续降温，均一晶核形 成。如果降温速度不够快，就形成尖锐的冰晶。降温速度 足够快，均一晶核很少或几乎没有形成，或均一晶核生长
• 植物材料（培养物）的冷冻贮藏 适宜温度下贮存冷冻材料也很重要。长期内贮 存在液氮内的材料，需合适的液氮容器。冷冻贮 存的茎尖随保存时间的延长，其生活力可能下降。
植物材料（培养物）的解冻处理 植物材料在超低温贮存过程中所发生的冻害是在 冷冻和解冻过程中产生的。 解冻过程中发生的冻害是由细胞内次生结冰造成 的。 解冻过程中水的渗透冲击对细胞膜体系造成破坏。
解冻方法
a、快速解冻法
是指将液氮中保存的材料直接投入到37-40℃温水浴中进行解冻的方法。 解冻的升温速度为500-750℃/min，大多数植物材料可采用此种方法。
b、慢速解冻法
将液氮中保存的材料先臵于0℃低温下解冻，再逐渐升至室温下进行解 冻的方法。适宜细胞含水量较低的材料。如木本植物的冬芽。 化冻后的材料需立即进行洗涤， 以除去材料组织中高浓度的冷冻保护 剂，避免影响材料恢复和继续生长。最常用的洗涤方法是用含浓度为1.2 mol/L蔗糖的基本培养基25℃下处理10min，也有用浓度为1.5～2.0mol/L的 山梨醇的培养液进行保护剂成分的洗涤
（3）预冷冻法 分步冰冻法
• 此法将快速和慢速2种冰冻方法结合起来。首先用较慢的速度
（0.5～4℃/min）使植物材料从0℃降至一定的预冷温度（一 般为-40℃）并停留一段时间（一般10min左右），使细胞进 行适当的保护性脱水，然后再浸入液氮冷冻。 逐级冰冻法
• 植物材料经过冷冻保护剂0℃预处理后，逐级通过-10，-15，
• • • • • • • • • • • • • • • • • 哀牢山国家级自然保护区 高黎贡山国家级自然保护区 大山包黑颈鹤国家级自然保护区 大围山国家级自然保护区 金平分水岭国家级自然保护区 黄连山国家级自然保护区 文山国家级自然保护区 无量山国家级自然保护区 西双版纳国家级自然保护区 西双版纳纳版河流域国家级自然保护区 苍山洱海国家级自然保护区 白马雪山国家级自然保护区 南滚河国家级自然保护区 长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区* 药山国家级自然保护区 会泽黑颈鹤国家级自然保护区 永德大雪山国家级自然保护区
2.种质资源超低温保存的原理
超低温冷冻保存为什么没有把细胞冻死？
细胞冰冻结冰保护性脱水理论
溶液的玻璃化理论
细胞冰冻结冰保护性脱水理论
常温下，细胞及其溶液处于渗透平衡的状态，当温度降到冰点 以下时，首先是细胞外溶液部分“冻结”出冰；胞外溶液的浓 度升高，破坏了细胞内外溶液的平衡，水分由胞内通过细胞膜 向外渗透，细胞收缩，细胞内浓度提高；当温度不断降低时，
（一）低温保存
一种缓慢生长保存方法，是通过控制培养温度
（非冰冻低温）来限制培养物各种生长因子的作
用，使培养物生长减少到最低限度。
低温保存的植物离体材料类型：试管苗、愈伤组
织、花粉、茎尖等。
低温保存的基本特征是保存材料的定期继代培养， 不断繁殖更新； 基本措施是控制保存材料所处的温度和光照。 延缓保存材料生长速度的另一项措施是改变培养 基的成分，在培养基中添加生长延缓剂或生长抑 制剂，如ABA (脱落酸)、CCC (矮壮素)、PP333 (多 效唑)、B9 (比久)、MH (青鲜素)等。
植物材料（培养物）的预处理 为了使保存材料达到超低温保存所要求的生理特性， 还要对材料进行预处理，总的原则是提高细胞分裂与 分化的同步化，减少细胞内自由水的含量，增强细胞 抗寒力。 目前主要有3种预处理方式：
（1）低温锻炼 激活植物体内抗寒机制
（2）继代培养 增加有丝分裂细胞数目
（3）预培养 培养基中加冷冻保护剂或诱导抗寒力物质
红河阿姆山自然保护区 红河 县常绿阔叶林森林生态系统
非原生境保存（异地保存）： 将植物的遗传材料 保存在不是它们的自然生境的地方。 • 非原生境保存方式有植物园、种质圃、 种子(质) 库、试管苗库、超低温库等。 • 具体保存方法有四同遗传物质的植物总称，又称遗传资源 或品种资源，包括栽培，野生及人工创造的各种 植物的品种或品系。
• 种质资源保存(germplasm conservation)是指在天
然或人工创造的适宜环境条件下，贮存植物种质，
使其保持生命力与遗传性的技术。
种质资源保存的必要性：
种质资源或称基因库是选育新品种的最基本的原
“‘资源库’中的巨型冷库占地680平方米，以零下20℃的低温使保存的种子处于‘半休
眠状态’，不会发霉或者遭受病虫害，幵且能在几十年乃至上百年内保持原有的遗传性和 发芽能力
《重要野生植物种质资源收集保存的标 准化及共享试点》（2004DKA30430）
红河学院参与 100份植物标本 种子 DNA材料
始材料。
植物种质资源的多样性由于自然灾害和人为活动
受到严重影响，作物品种资源日益匮乏
拥有妥善保存多种多样的种质资源成为人类十分
关注的问题
第一节 种质资源保存类型
种质资源的保存方式有两种，即原生境保存和 非原生境保存。 原生境保存（原地保存）：将植物的遗传材料保 存在它们的自然环境中。
云南国家级（17个，全国329个，截止 10年2月）
（二）超低温保存
1.种质资源超低温保存的发展概况
20世纪70年，Nag和Street首先证明胡萝卜悬浮培养细胞在
液氮中保存后能恢复生长。
植物超低温种质保存(cryopreservation)是指将植物的离体 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。
缺乏足够的时间，溶液就进入无定型的玻璃化状态。它是
一种透明的固态，与液态相比，分子没有发生重排，因此 与晶态不同。被称为玻璃态。此时的温度叫玻璃化形成温 度。在玻璃化形成过程中，既没有溶液效应对细胞的损伤， 也没有冰晶的形成对细胞造成的机械伤害。
• 提高超低温冷冻保存的措施 借助于冷冻防护剂(cryoprotectant)。 • 冷冻防护剂防护机理： ۩ 在水溶液中能强烈地结合水分子，水合作用的结果 使溶液的黏稠度增加。当温度下降时，溶液冰点下
第八章 植物种质资源保存
红河学院 生命科学与技术学院 陶宏征
三个问题
• 1 什么是种质资源的保存？ • 2 为什么要进行种质资源的保存？
• 3 怎样进行种质资源的保存？
• 种质(germplasm)是亲代通过生殖细胞或体细胞传
递给子代的遗传物质。
• 植物种质资源(plant germplasm resources)即为携
植物材料（培养 物）的冷冻处理