修改第十二章植物种质资源保存

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蔗糖
2-3%
10%
甘露醇
不易为培养物所吸收，效果更佳
此方法最早在木薯和马铃薯上应用
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5．适宜的光照强度 光因子对植物的光合作用和生长有着重要的影响。调节
光照强度以达到最佳的保存效果也是种质保存经常使用的方法 之一。在较弱光照条件下，培养材料由于光合作用弱，生长缓 慢而利于保存。 6．培养基的营养控制
植物生长发育依赖外界养分的供给，如果养分供应不足， 植物生长缓慢，植株矮小。因此采用降低培养基中的养分水平 也可有效地抑制细胞生长，达到保存的目的。
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7．合适的包扎物 试管的包扎物也对保存材料的生长有影响，主要表现在不
同的封口材料对试管中气体成分及其含量等的变化，培养基的 风干、污染等有不同程度的影响。因此，选择合适的包扎物对 保存效果的影响很大。铝箔封口保存效果最佳，保持湿度效果 好，还可以防止污染，而使用棉塞时间过长容易造成污染;使用 橡皮塞容易造成缺氧，使材料死亡。
此方法始于80年代在烟草上的研究
可利用的氧降低到60%，在6周内，培 养物生长减少60%-80%
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4. 提高培养基渗透压 提高培养基的渗透压可抑制培养材料的生长。最常用的
方法是在培养基中加入甘露醇、醇等。这类化合物是惰性物质， 不易被外植体吸收，抑制外植体生长的作用持久。其作用机理 是提高培养基的渗透势负值，造成水分逆境，降低细胞扩大生 长所必需的膨压，使细胞吸水困难，减弱新陈代谢，延缓细胞 生长，同时细胞壁酶的活性受到抑制，生长受阻，减少了养分 消耗。
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⑴低温锻炼：可以激活植物体内的抗寒机制，如提高膜磷酸脂的不 饱和程度，诱导抗冻蛋白的产生等，进而提高冷冻后的成活率。
⑵继代培养：处于有丝分裂前后的细胞抗冻能力强，处于该时期 的细胞超低温保存后具有较高的成活率。
⑶预培养：在预培养基中加入冷冻保护剂或诱导抗寒力的物质， 如蔗糖、山梨醇、聚乙二醇、丙二醇、二甲基亚砜（DMSO）、脱落 酸（ABA）等，以提高材料的存活率。
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高K和IAA
Meristem
12小时光照和20 ° C
每年材料继代 培养一次，保 9 ° C
存15年
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Knop培养基： 无IAA，低K
切成带叶茎段
新鲜培养基20 ° C
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第二节 超低温保存 通常将-80℃以下的温度称为超低温。超低温冷冻保存一
般以液氮为冷源，使温度维持在-196℃。生物材料在如此低温 下，活细胞内的新陈代谢和生长活动几乎完全停止，处于“生 机停顿”状态，因而可使植物材料在该温度下不会发生遗传性 状的改变，但细胞活力和形态发生的潜能可保存。
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2. 培养基中添加生长调节物质 常规组织培养是在培养基中添加生长素或细胞分裂素以促
进外植体的生长和发育。而试管苗种质保存添加的则是生长延 缓剂或生长抑制剂来抑制保存材料的生长，延长其继代周期。 离体保存常用的生长调节物质有ABA、CCC、PP333、B9、MH等。 3. 降低培养环境中的氧气浓度 通过降低培养材料周围的大气压力或含量来保存植物组织培 养材料，
第十二章
植物种质资源的离体保存
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为什么要进行种质资源保存? 在植物组织或细胞的培养过程中,不断的继代培养 会引起染色体和基因的变异,可能导致细胞的全能性丧失, 也可能丢失一些宝贵的特殊性状;
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一些观赏植物珍贵、稀有的物种以及具有抗虫、 抗病、抗毒、抗不良环境潜能的地方栽培品种已经灭绝 或濒于绝种。此外，随着植物育种技术的发展，高产品 种单一化现象日益明显，植物遗传基础也越来越狭窄。 植物种质资源保存已成为全球性关注的课题。
培养
活力测定
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化冻
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超低温保存的基本操作程序 1. 材料的选择和预处理 基因型、抗冻性、器官、组织和细胞的年龄、生理状态等因素
对保存效果有较大的影响。因此，在进行超低温保存前，材料的选 择十分重要。
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一般来说，体积小、细胞质稠密、无液泡、薄壁的小分生细 胞的存活率高于含大量液泡的大细胞；茎尖生长点、愈伤组织等培 养物，解冻后只有具有上述特征的细胞才能存活。 而较大的植物 材料，如茎尖、胚或试管苗等，由于高度液泡化的细胞易受损伤， 冷冻后只有分生细胞能够重新生长。
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第一节 缓慢生长保存 通过调节培养条件，抑制保存材料生长，实现延长继代时
间，减少操作和节省劳力的保存方法。影响离体保存的因素有保存 时的光照、温度、湿度、季节变化，培养基中生长调节物质，种质 资源的地理分布和生态类型等，可以根据具体材料采取不同的方法 来延缓其生长。适合于短期保存方法。
最大优点是使保存材料维持不断生长， 取出部分材料进行 鉴定或用于育种之后， 其不足部分可由余下的材料补充。
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1．降低培养温度 降低培养温度是植物组织培养物缓慢生长保存最常用的
方法。在4℃的黑暗条件下离体培养的草莓品种的茎培养物保持 其生活力长达6年之久， 期间只需每几个月加入新鲜的培养液。 葡萄和草莓茎尖培养物分别在9℃和4℃下连续保存多年， 每年 仅需继代一次。
通常认为，温带植物在0～ 6℃下保存，而热带植物最适 低温为15～20℃。
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避免细胞和组织的染色体数目因长期继代而发生的变化 和离体材料在长期无性繁殖过程中可能造成的退化和病虫侵害， 从而有效、安全地长期保存那些珍贵稀有的种质。
同时，它还有利于国际间进行种质交换，为遗传育种和 理论研究提供较好的材料。
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材料的准备 遗传分析
预处理
材料冰浴 加冷冻保护剂
降温冷冻
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生长素或细胞分裂素
促进生长
ABA（脱落酸）等是天然的生长抑制剂 原理：
阻碍RNA聚合酶活性，抑制DNA合成
青鲜素（MH）、CCC、B9和PP333（多效唑）等
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降代氧分压，改变培养环境的气体状况，抑制外植体的细 胞生理活动，延缓衰老；方法是在保存的材料上覆盖一层矿物 油（石蜡、硅酮油等）或降低培养环境的氧分压；
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植物种质资源保存方式
原位保存
异位保存
自然
保护 区
天然公资园源圃
种子库
种质库
离体保存
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野外保存植物种质资源需要大量的土地和人力资 源， 成本高， 且易遭受各种自然灾害的侵袭。
种子库只能保存“正常型”种子， 对于“顽拗 型”、脱水敏感的种子和有性繁殖困难的植物则无能为 力，而且种子库仅能保存基因， 而不能保存特定的基 因型材料。