第九章 植物种质资源离体超低温保存
植物种质的超低温保存
（三）基本程序
• 冰冻保护剂0℃预处理 • 如何选择冰冻保护剂：易溶于水；适当浓
度下对细胞无毒害；化冻后容易从组织细 胞中清除。 • 常用的冰冻保护剂：DMSO、甘油、糖、 PEG等。
（三）基本程序
• 3、降温冰冻操作
– 1）直接快速冷冻 – 2）分级冰冻法 – 3）玻璃化法
– 4）干燥冷冻法 – 5）包埋冻存法
（二）关键问题及解决措施
• 关键问题：在超低温条件下，冰冻过程中避免细 胞内水分结冰，解冻过程中防止细胞内水分次生 结冰。
• 解决措施：
– 选取细胞内自由水少、抗冻力强的植物材料； – 采取预处理措施，提高植物的抗冻力； – 在冷冻和解冻过程中尽量减少冰晶的形成；
（三）基本程序
• 1、材料的选择：
致培养物的染色体和基因型的变异；费用较高 • 超低温冷冻保存：在液氮超低温下保存种质的
技术。应用前景广阔。
一、离体保存方法
• 使保存种质处于缓慢生长或无生长状态， 需要时可迅速恢复生长。
• 抑制生长的方式：
– 降低温度 – 降低环境中的氧含量 – 使用生长延缓剂 – 其它方法
离体种质保存的优点
• 占用空间少，节省人力 、物力和土地； • 便于种质资源的交流利用； • 需要时，可以利用离体培养方法很快大量
• 玻璃化：液体转变为非晶体（玻璃态）的固化 过程。
• 原理：将高浓度的保护剂在超低温环境下凝固 ，形成无规则的玻璃化液，将玻璃化液和材料 一起处理一段时间后投入液氮中，此时冰冻保 护液和材料一起进入玻璃化状态（冰冻过程中 水分子没有发生重排，不形成冰晶，也不产生 结构和体积的改变。
玻璃化法
• 优势：设备简单、操作方便、冻存效果好。 • 影响因素： ✓ 玻璃化冰冻保护液的组成及浓度； ✓ 植物材料的脱水温度和脱水时间。
药用植物种质资源的超低温保存
·综述·△［基金项目］ 广西科技计划项目（桂科ＡＤ１７２９２００４，桂科ＺＹ１９４９０２３）；广西壮族自治区药用植物园创新团队项目（桂药创２０１９０１１）［通信作者］ 缪剑华，研究员，研究方向：药用植物保育学；Ｅ ｍａｉｌ：ｍｊｈ１９６２＠ｖｉｐ １６３ ｃｏｍ药用植物种质资源的超低温保存△李翠，陈东亮，陈晓英，雷明，郭晓云，缪剑华广西壮族自治区药用植物园／广西药用资源保护与遗传改良重点实验室，广西 南宁 ５３００２３［摘要］ 药用植物种质资源是发展中医药的特有野生生物资源和战略生物资源，药用植物种质资源的保存至关重要。
原位保存和离位保存是药用植物种质资源的主要保存方法，超低温保存是迄今为止最为安全、经济、有效的药用植物种质资源离位保存方法。
本文从超低温保存的原理及优势、材料的选择和预处理、保护剂的使用、化冻方法及药用植物超低温保存现状进行总结综述和展望，提出药用植物超低温保存研究应以遗传稳定性为首要考察指标并逐步与生产实践相结合。
［关键词］ 药用植物；种质资源；超低温保存；原理［中图分类号］ Ｒ２８２ ２ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号］ １６７３ ４８９０（２０２０）０６ ０９６６ ０５ｄｏｉ：１０ １３３１３／ｊ ｉｓｓｎ １６７３ ４８９０ ２０１９０８０７００１ＣｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆＭｅｄｉｃａｌＰｌａｎｔＧｅｒｍｐｌａｓｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓＬＩＣｕｉ，ＣＨＥＮＤｏｎｇ ｌｉａｎｇ，ＣＨＥＮＸｉａｏ ｙｉｎｇ，ＬＥＩＭｉｎｇ，ＧＵＯＸｉａｏ ｙｕｎ，ＭＩＡＯＪｉａｎ ｈｕａＧｕａｎｇｘｉＢｏｔａｎｉｃａｌＧａｒｄｅｎｏｆＭｅｄｉｃｉｎａｌＰｌａｎｔｓ，ＧｕａｎｇｘｉＭｅｄｉｃｉｎａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＧｅｎｅｔｉｃＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００２３，Ｃｈｉｎａ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ ＧｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｓａｒｅｕｎｉｑｕｅｗｉｌｄｌｉｆｅｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｓｔｒａｔｅｇｉｃｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｓｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔ Ｔｈｅｍａｉｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅｉｎ ｓｉｔｕｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｉｎ ｓｉｔｕｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｂｙｆａｒ，ｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｓａｆｅ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｆｅｘ ｓｉｔｕｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｄｖａｎｔａｇｅ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅａｇｅｎｔｕｓａｇｅ，ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ，ｆｒｅｅｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｓｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙｓｈｏｕｌｄｂｅｔａｋｅｎａｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｉｎｄｅｘｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｓｔｅｐｂｙｓｔｅｐ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ ｍｅｄｉｃｉｎａｌｐｌａｎｔｓ；ｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅ；ｃｒｙｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ长久以来中药用传统方式为世人健康服务，其需求量正随着人们对健康生活需求的提升而不断增长。
植物种质资源的保存
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三、保存方式的利弊
1、 原生境保存和异地保存
弊：需耗费巨大的人力、物力和土地，在实际中很难实施， 而且易受自然灾害、虫害和病害的侵袭，造成植物资源 的丧失。
2、 种质库（种子）保存
弊：1）生活力随储存期的延长逐渐丧失；2）无性繁殖的
植物（如苹果、柑橘等）难于采用种子保存；3）采用
无性繁殖来保持其优良性状的植物（许多果树），用种
第十章 植物种质资源的离体保
存
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1
概述
一、定义
➢ 植物种质资源（又称品种资源、遗传资源或基因资源）
是指携带各种不同遗传物质的植物总称，包括栽培，野 生及人工创造的各种植物的品种或品系。是生物多样性 的重要组成部分，是选育优质、高产、抗病（虫）、抗 逆新品种的物质基础，是生物技术研究取之不尽的基因 来源。
子繁殖后代会发生变异；4）顽拗型种子植物（芒果、
椰子、油棕等）因其种子不易干燥脱水和低温储藏，不
宜用种子保存或保存难度很大；5）有些植株不产生种
子，如脐橙、香蕉；6）易遭自然灾害袭击而使种质资
源丢失。
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三、保存方Байду номын сангаас的利弊
3、离体保存
是将植物外植体在无菌环境下进行组织培养， 并贮存在各类生长抑制条件下，使其缓慢生长或 停止生长，以达到长期保存的目的，而在需要利 用时可迅速恢复正常生长。
来
葡
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第三节
植物物种资源的超低温保存
一、物种资源超低保存的发展概况 二、物种资源超低温保存的原理 三、超低温保存的基本程序 四、超低温保存的实例
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一、物种资源超低保存的发展概况
植物种质资源的保存
华南植物园
超 低 温 库
二、种质资源离体保存
离体保存方法：
◆
低温保存 超低温保存 生长抑制剂保存
◆
◆
（一）低温保存 一种缓慢生长保存方法，是通过 控制培养温度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。
（2）冷冻处理 冷冻处理的方法有快速冷冻法、 慢速冷冻法、预冷冻法和干燥冷冻法。
a、快速冷冻法 指将植物材料从0℃或者其他预 处理温度直接投入液氮中保存的方 法，降温速度为1000℃/min。 要求细胞体积小、细胞质浓厚、 含水量低、液泡化程度低的材料。
b、慢速冷冻法 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。 适宜保存的材料有成熟的、含有 大液泡和含水量高的细胞，对于保 存在悬浮培养中的细胞特别有效。
4、超低温保存后细胞或组织活力检测 、
◆根本方法是再培养
染色法： ◆染色法：FDA、伊凡蓝法、TTC等 、伊凡蓝法、 等 存活率公式
重新生长的细胞（组织） 重新生长的细胞（组织）数 解冻的细胞（组织）数 解冻的细胞（组织）
存活率（ ） 存活率（%）=
×100%
（三）生长抑制剂保存 主要包括高渗保存法、生长抑制 剂保存法、饥饿法、矿物油覆盖法、 低光照培养法及低压保存法。
b、慢速解冻法 将液氮中保存的材料先置于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。
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。
（完整版）植物组织培养试题及答案总结
（完整版）植物组织培养试题及答案总结《绪论》复习题及参考答案⼀、填空：★1、根据培养的材料，植物组织培养分：愈伤组织培养、器官培养、细胞培养、原⽣质体培养、悬浮培养等类型。
2、植物组织培养的发展分为三个阶段：萌芽阶段、奠基阶段和快速发展和应⽤阶段。
3、1902年，Haberlandt提出了植物细胞“全能性”学说，1934年，White出版了《植物组织培养⼿册》从⽽使植物组织培养为⼀门新兴学科。
⼆、名词解释：★1、植物组织培养(plant tissue culture)：是指通过⽆菌和⼈⼯控制的环境条件下，利⽤适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原⽣质体进⾏培养，使其再⽣细胞或完整植株的技术。
由于培养材料已脱离了母体，⼜称为植物离体培养（Plant culture in vitro）。
2、脱分化（dedifferentiation）：由⾼度分化的植物器官、组织或细胞产⽣愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。
3、再分化（redifferentiation）：脱分化产⽣的愈伤组织继续进⾏培养⼜可以重新分化成根或芽等器官，这⼀过程称为植物细胞的再分化。
★4、外植体(explant)：由活体（in vivo)植物体上切取下来的，⽤于组织培养的各种接种材料。
包括各种器官、组织、细胞或原⽣质体等★5、愈伤组织(callus)：原指植物在受伤之后于伤⼝表⾯形成的⼀团薄壁细胞，在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分⽣能⼒的⼀团不规则的薄壁细胞，多在植物体切⾯上产⽣。
三、问答题：1、简述植物组织培养的理论依据？植物组织培养的理论依据是细胞全能性学说，即植物体的每⼀个细胞都携带有⼀套完整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能⼒。
★2、植物组织培养有哪些特点？（1）培养条件可以⼈为控制（2）⽣长周期短，繁殖率⾼：（3）管理⽅便，利于⼯⼚化⽣产和⾃动化控制：★3、植物组织培养的分类？（1）根据培养对象不同：组织培养、器官培养、胚胎培养、细胞培养、原⽣质体培养等；（2）根据培养物培养过程：初代培养、继代培养；（3）根据培养基的物理状态：固体培养、液体培养。
植物种质资源学研究植物种质资源的收集保存鉴定利用等科学
植物种质资源学研究植物种质资源的收集保存鉴定利用等科学植物种质资源学是研究植物种质资源的收集、保存、鉴定和利用等科学。
植物种质资源是指广义上所有与植物相关的物质，包括种子、细胞、组织和器官等。
这些资源对于人类的生存和发展具有重要的经济、生态和社会价值。
本文将从收集、保存、鉴定和利用四个方面介绍植物种质资源学的研究内容。
一、收集植物种质资源植物种质资源的收集是植物种质资源学的重要环节。
植物种质资源广泛分布于全球各地的不同生态系统中，包括陆地、海洋和淡水等环境。
科学家和植物学家通过实地考察和采集，收集各类植物的种子、细胞、组织和器官等样品。
在收集过程中，应严格按照规定的采集方法和技术要求进行操作，确保样品的完整性和可靠性。
二、保存植物种质资源植物种质资源保存是指将采集到的植物样品进行保存和长期维护的工作。
保存植物种质资源的目的是为了保护和维持植物遗传多样性，以及为后续的科学研究和利用提供可靠的材料基础。
目前，保存植物种质资源的方法主要有冷冻保存、干燥保存和液氮保存等。
其中，液氮保存是目前保存植物种质资源最常用的方法之一，能够有效地延长植物样品的保存寿命。
三、鉴定植物种质资源鉴定植物种质资源是指对采集到的植物样品进行形态、生理和分子等方面的鉴定和确认工作。
通过鉴定，科学家可以确定植物的分类地位、系统发育关系和遗传特征等。
鉴定植物种质资源的方法主要包括形态学鉴定、生理学鉴定和分子生物学鉴定等。
近年来，随着分子生物学技术的发展，分子鉴定方法在植物种质资源学中得到了广泛应用，能够提高鉴定的准确性和可靠性。
四、利用植物种质资源利用植物种质资源是植物种质资源学研究的重要目标之一，也是植物种质资源的核心价值所在。
植物种质资源的利用可以包括农业生产、药物研发、新品种选育、环境修复和生态保护等方面。
通过对植物种质资源的深入研究和利用，可以为人类的食品安全、健康医疗和环境可持续发展等提供重要支持。
综上所述，植物种质资源学研究的内容主要包括植物种质资源的收集、保存、鉴定和利用等方面。
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。
离体保存技术方法
离体保存技术方法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。
种质资源保存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。
种质保存的方式有原地保存和异地保存。
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；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。
离体保存是将单细胞、原生质体、愈伤组织、悬浮细胞、体细胞胚、试管苗等植物组织培养物储存在使其抑制生长或无生长条件下，达到保存目的的方法。
离体种质保存有以下优点：①占空间少，节省大量的人力、物力和土地；②便于种质资源的交流利用；③需要时，可以用离体培养方法很快大量繁殖；④避免自然灾害引起的种质丢失。
离体种质保存的不足之处：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逐渐丧失。
离体种质保存主要有低温保存和超低温保存两种方式第一节低温保存低温保存是在低于正常培养温度下保存植物组织培养物的技术，该方法常结合改变培养基成分、控制光照等措施，以减缓保存材料的生长速度，延长继代时间，故又称小生长法。
该法简单易行，需要设备少，投资小，技术成熟，可以作为植物种质资源的中长期保存方法。
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。
保存过程中要选用遗传上稳定的外植体作为起始培养材料，以尽可能地减少遗传变异的机会。
所以具有器官分化能力的体细胞胚和植物茎尖分生组织，能够保持发育的完整性，在遗传上也较稳定，适于用做低温保存的起始材料。
低温保存的基本措施是控制保存材料所处的温度和光照。
在一定温度范围内材料的寿命随保存温度的降低而延长，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。
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。
但也要防止光照过弱使材料生长纤细，形成弱苗。
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。
植物材料超低温保存方法
植物材料超低温保存方法摘要：一、引言二、超低温保存方法的原理1.细胞膜的稳定性2.细胞内生物大分子的稳定性3.细胞器的稳定性三、超低温保存方法的步骤1.样本处理2.低温预处理3.快速冷冻4.低温储存四、超低温保存方法的优点1.保存时间长2.保存条件简单3.保存材料活性高五、超低温保存方法的适用范围1.植物组织2.动物组织3.微生物六、注意事项1.低温设备的选用2.冷冻速度的控制3.储存条件的维持七、结论正文：一、引言随着科学技术的不断发展，植物材料超低温保存方法在生物学、农业科学等领域具有重要意义。
这种方法可以长时间保存植物材料，保留其生物活性，为科学研究和农业生产提供了有力保障。
二、超低温保存方法的原理1.细胞膜的稳定性：超低温保存方法可以保持细胞膜的完整性，避免细胞内容物泄漏。
2.细胞内生物大分子的稳定性：低温条件下，生物大分子如DNA、蛋白质等结构稳定，功能完好。
3.细胞器的稳定性：超低温保存方法有利于细胞器的结构和功能保持不变。
三、超低温保存方法的步骤1.样本处理：首先对植物材料进行切片、涂片或粉末处理，以便于后续操作。
2.低温预处理：将处理好的样本放置在4℃条件下，进行低温适应。
3.快速冷冻：将预处理好的样本迅速置于液氮中，快速降低温度。
4.低温储存：将冷冻后的样本放入-196℃的液氮中，长期储存。
四、超低温保存方法的优点1.保存时间长：超低温保存方法可以延长植物材料的保存时间，有利于长期研究。
2.保存条件简单：只需低温设备和液氮，无需复杂设备和技术。
3.保存材料活性高：低温条件下，细胞器和生物大分子保持活性，有利于后续实验研究。
五、超低温保存方法的适用范围1.植物组织：适用于各种植物组织的超低温保存，如叶片、茎尖等。
2.动物组织：适用于动物组织样本的超低温保存，如胚胎、肌肉等。
3.微生物：可用于微生物菌株的超低温保存。
六、注意事项1.低温设备的选用：选择合适的低温设备，确保样本在低温条件下得到有效保存。
植物细胞组织和器官超低温保存
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
超低温保存的作用及意义
1. 保持细胞培养物的遗传稳定性； 2. 长期保存植物的种质资源; 3. 长期保存农作物的优良品种及其育种亲本材料的种质； 4. 建立长期保存的茎尖分生组织种质库及无病毒的原种； 5 . 保存实验材料，防止再培养中遗传变异。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
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3. 生长抑制保存
采用生长抑制剂或生长延缓剂延缓培养物的生长，延长保 存时间。
如采用3mg/L的ABA使草莓试管苗在25±1℃的常温下保存 12个月，存活率62.5%；延长5个月保存时间。在6±2℃保存 15个月，存活率100%。
常用生长延缓剂有ABA、多效唑（PP333）、矮壮素（CCC） 和比久(B9)和生长抑制剂三碘苯甲酸（TIBA）、烯效唑（S3307）和青鲜素（MH. 高渗透压保存 提高培养基渗透压可以一直培养材料的生长。如在
培养基中添加渗透化合物，如高浓度蔗糖、甘露醇、 山梨醇等。
蔗糖浓度由3%提高到10%左右，可明显抑制培养 物的生长。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
二、超低温保存
超低温保存是指在-80℃至-196℃甚至更低温度下进行 生物材料的保存。在超低温环境下，植物活细胞的代谢和 生长几乎完全停止，植物处于相对稳定的状态，但能保持 正常的活性和形态发生能力，从而达到长期保存的目的， 在适宜的条件下可迅速繁殖，再生出新的植株，并保持原 来的遗传特性。
冷冻保存是将体外培养物或生物活性材料悬浮 在加有或不加冷冻保护剂的溶液中，以一定的冷冻 速率降至零下某一温度（一般是低于-800C的超低 温条件），并在此温度下对其长期保存的过程。
而复苏是以一定的复温速率将冻存的体外培养 物或生物活性材料恢复到常温的过程。不论是微生 物、动物细胞、植物细胞还是体外培养的器官都可 以进行冻存，并在适当条件下复苏。
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。
香蕉种质资源超低温保存技术研究进展
香蕉种质资源超低温保存技术研究进展李羽佳I许竹叶I唐文2许奕I王安邦I王笑一I李敬阳I唐粉玲I （1中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉健康种苗繁育工程技术研究中心海南海口5711012中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口571101）摘要：香蕉是一种大型草本植物，多数品种没有种子或单性结实，通常以无性繁殖方式为主。
由于其生殖特征，难以通过传统杂交育种的方法来进行晶种改良，而多是采用体细胞突变的方法来选育新岛种。
因此，香蕉资源的多样性对香蕉新岛种改良尤为重要。
但由于常（低）温离体保存、田间活体保存方法易受到生物或非生物胁迫等影响因素限制费力、耗能，其种质资源的长期有效保存对育种工作而言极具挑战性，而超低温保存技术是一种长期有效的保存方法。
本研究主要针对香蕉超低温保存的不同方法，总结了影响香蕉超低温保存效果的几个关键因素。
关键词：香蕉；种质资源；超低温保存；PVSAdvance on the Ultra-Low Temperature Preservation Technology of Banana Germplasm ResourcesLI Yujia1,XU Zhuye1,TANG Wen2,XU Yi1,WANG Anbang1,WANG Xiaoyi1,LI Jiangyang1,TANG Fenling1 (1Haikou Experimental Station,Chinese Academy of Tropical Agricultural Science/Engineering TechnologyResearch Center of Health Banana Seedling Propagation of Hainan Province,Haikou571101,Hainan;institute of Tropical Bioscience and Biotechnology,Chinese Academy ofTropical Agricultural Sciences,Haikou571101,Hainan)Abstract:The banana is a large herb.Most of bananas are free of seeds or parthenocarpy,usually in the form of asexual reproduction.Due to its reproductive characteristics,it is difficult to improve the variety through traditional hybrid breeding methods,and somatic mutation methods are mostly used to select new varieties.Therefore,the diversity of banana resources is particularly important for the improvement of new banana varieties.However,the long-term efiective preservation of germplasm resources is very challenging for breeding work,because normal(low)temperature in vitro preservation and field living preservation are vulnerable to biotic and abiotic stress and other factors,which are laborious and energy-consuming.Ultra-low temperature preservation technology is a long-term effective preservation method.This paper mainly focused on the different methods of banana cryopreservation,and summarized several key factors affecting the ultra-low temperature preservation effect of bananas.Keywords:bananas;germplasm resources;ultra-low temperature preservation;PVS2021.2总第99期丨49香蕉(Musa spp.)是芭蕉科(Musaceae)植物，属于芭蕉属(Musa)中的真蕉组(Eumusa)。
园艺植物种质资源的保存方法
园艺植物种质资源的保存方法《园艺植物种质资源的保存方法》
嘿，大家知道不，园艺植物的种质资源那可太重要啦！就好比是我们的宝贝一样，得好好保存着。
我就给大家讲讲我遇到的一件事儿吧。
有一次我去参观一个园艺基地，那里面各种各样的植物可真是让我大开眼界呀！我看到工作人员在小心翼翼地处理那些珍贵的植物。
他们就像是照顾小宝宝一样，特别细心。
对于园艺植物种质资源的保存方法，那可真是有不少呢！首先呀，就是要建立专门的种质库，就像是给这些植物宝贝们建一个安全的家。
把它们放在适宜的温度和湿度环境里，让它们舒舒服服地待着。
然后呢，还有一种方法叫离体保存，就是把植物的一部分组织啊细胞啊啥的放在特殊的培养液里，让它们能继续存活下去。
这就好像是给它们做了一个小小的“温室”，保护着它们。
还有哦，种子保存也是很重要的一种方法呢。
把那些优良品种的种子收集起来，好好地存放着，等需要的时候再拿出来种。
就像我们把喜欢的糖果藏起来，等想吃的时候再拿出来享受一样。
总之呢，保存园艺植物种质资源可不是一件简单的事儿呀，需要我们大家都重视起来，好好地去呵护这些宝贝植物们。
这样我们才能一直欣赏到各种各样美丽的园艺植物呀！希望大家都能像我看到的那些工作人员一样，用心去保护这些珍贵的资源哟！哎呀，可真的是很重要呢！。
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第一节 概 述
目前，发 达国家的种质资源研究已进 人到常规方法与分子技术相结合的研究阶 段，分子标记技术的利用大大加快了种质 资源鉴定的速度和准确性。美国田间种植 圃保存的10万份无性繁殖生物种质资源， 已有56%进行了同功酶,RAPD,AFLP和SSR 等分子标记的种质学评价，33%的资源圃 建立了核心种质资源。
第一节 概 述
我国是植物种质资源丰富的国家，植 物种质设施保存工作近几年也有较大的发 展，我国也已有一些科研单位建立了一批 大、中、小型种质基因库。特别是在农作 物品种资源保存方面已初步形成体系，中 国农科院在1984年和1986年分两期在北京 建立了一座较大型的国家农作物种质库， 包括一座长期库和一座中期库，而于90年 代初又在青海建立了一个“复份库”，至 2000年，已保存了33万份材料。
第一节 概 述
2．用于离体超低温保存的植物材料 超低温保存技术在保存植物花粉、 种子和胚、芽、茎尖、胚状体、原生质 体、愈伤组织和悬浮细胞等方面有应用 和报道。
第一节 概 述
3．超低温保存的植物种类 目前主要应用在作物、果树和园林 花卉种质资源保存方面，林木种质资源 的超低温保存也有少量报道。 超低温保存已涉及到不同的植物种 类，如野生及人工创造的谷类、豆类、 薯类、油类、糖类、纤维类、蔬菜类、 果树、树木、药用植物和藻类等。
1．干冻法（desiccation） 利用无菌空气流、干燥硅胶或饱和溶液表 面的气相等对种质材料进行脱水处理，然后快 速将其投人液氮贮存。 2．预培养法（pregrowth） 也叫预冻法:将种质材料在添加保护剂(如 蔗糖、二甲亚矾、甘油等)后置于低温冰箱或液 氮蒸汽箱(-10~-700C)中冰冻若干小时后投人液 氮贮存。
第三节 超低温保存的方法
2．包埋玻璃化法 是包埋－脱水法和玻璃化法的结合。 保存材料先用藻酸钙包埋，然后经蔗糖浓 度梯度脱水和玻璃化溶液处理后直接浸入 液氮保存，其材料存活率比用包埋—脱水 法要高，可能是藻酸钙包埋后减轻了玻璃 化溶液的毒性。
第三节 超低温保存的方法
三、其它超低温冻存方法
理论上讲，细胞外水的冻结温度为－5～－15 ℃，细 胞内游离水的冻结在－25℃。－30 ℃时，细胞几乎 没有非冻结状态的游离水存在，而结合水在－100℃ 温度下也不冻结。根据Luyet的冻结理论（Luyet 1937），细胞游离水的冻结温度（－30℃）可被认 为是细胞冻存的安全温度，因而细胞冻存的两步冻 结法是以－30℃为基础的。 控制细胞内外水的冻结状态是细胞冻存技术的关键。
第一节 概 述
早在上个世纪中叶，世界各国就已经开始进 行植物(包括作物和森林植物)种质资源的收集 和保存工作。联合国粮农组织(FAO)在19471948年成立了“动植物遗传资源委员会”， 1967年成立了森林遗传资源专家组。 FAO/IBPGR支持和协调国家与地区的遗传资源 的调查、保存和利用，负责咨询有关提案和计 划，并在利用有限资金保存作物种质资源。
第四节 影响超低温保存效果的主要因素
二、预培养和低温锻炼 预处理对于调整植物离体材料的生理状 态非常有效。通过预处理的植物材料，减少 了细胞内自由水的含量，使细胞能经受低温 胁迫，减少或避免了冷冻伤害，可大大提高 材料的抗冻力。
第四节 影响超低温保存效果的主要因素
三、冰冻保护剂的应用 一般的生物体在没有添加冰冻保护剂的 情况下经历低温后是很难存活下来的。所以， 生物体的低温保存离不开冰冻保护剂 （cryoprotective agent，CPA）。冰冻保护 剂也称作抗冻剂，合理地选择冰冻保护剂， 对低温保存至关重要。
第三节 超低温保存的方法
1．玻璃化法 是将生物材料经极高浓度的玻璃化溶液 快速脱水后，直接投入液氮，使生物材料连 同玻璃化溶液发生玻璃化转变，进入玻璃态。 此间水分子没有发生重排，不形成冰晶，也 不产生结构和体积的改变，因而不会对材料 造成伤害。保存终止后，复温时要快速化冻， 防止去玻璃化的发生。材料能安全度过冷却 和化冻两个关口，就可保证冻存的成功。
第一节 概 述
保存种 子 、配子、器官或组织等，在人 工条件下使植物的基因(载体)能得到延续，为 未来的植物利用、培育计划服务，这是当前 世界各国生物多样性保护工作的重点之一。
第一节 概 述
全世界到1996年已建成1300多座植物种质 资源保存库，共保存各类植物种质610万份(含 重复)，其中低温库保存550万份，田间种植保 存库52. 7万份，试管苗保存3.76万份。1958年 建成的美国国家种质库是世界上第一座现代化 种质库，该库于1992年扩建成库容100万份的 现代化国家种质库，已保存各类植物种质资源 55万份，在科罗拉多Fort Collins的种子库则在 一196℃保存了26万份含水量6%的植物种子。
第二节 植物材料超低温冻存的细胞学基础
一、细胞内外水的冻结状态是细胞冻存技术的关键
植物细胞中含有大量的水分，约占细胞总重量的 60～90％。细胞中的水是由游离水和束缚水组成，其 中游离水约占90％，很容易冻结。由于细胞内含有复 杂的化合物，细胞内的溶液并不象纯水那样在0℃左右 结冰。
第二节 植物材料超低温冻存的细胞学基础
第三节 超低温保存的方法
一、传统的降温冰冻方法 1．快速冰冻法 2．慢速冰冻法 3．两步法 4．逐级冰冻法
第三节 超低温保存的方法
二、玻璃化保存方法 玻璃化（vitrification）是指液体转变为非晶体 （玻璃态）的固化过程。 使溶液玻璃化有两条途径： 一是大幅度提高冷却速率； 二是增加溶液浓度。
第九章 植物种质资源离体超低温保存
杨柏云
南昌大学生命科学学院
第一节 概 述
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.
第一节 概 述
原地保存是指在植物资源丰富的地区建立 自然保护区、原地保存林等，以保护植物 种质资源及其生境； 异地保存是指当天然群体的遗传组成发生 严重的变化，或存在潜在破坏威胁的物种， 在植物种的非本地群体中收集种子或繁殖 材料，营建异地保存林(圃)进行集中保存。
ห้องสมุดไป่ตู้
第三节 超低温保存的方法
3．预培养-干燥法(pregrowth-desiccation) 也叫两步法，种质材料在添加保护剂后，用程序降温
仪以某个速率(每分钟0. 1~0. 50C)降温至转移温度(－ 40~－70 0C )，然后投人液氮中贮存，两步法较预冻 法更为严格。
4．包埋脱水法（encapsulation- dehydration）
第一节 概 述
发展中国家印度也于1976年成立国家植物 种质资源局(NBPGR)，下设30个单位组成全印 植物种质资源保存体系，已保存20万份种质， 每年用于植物种质资源保存维护费110万美元； 1997年建成库容100万份的国家植物种质资源 库，成为世界植物种质资源大国。
第一节 概 述
英国 皇 家 植物园邱园的千年种子库工程(msBP)，是目前世界上最大的种质设施保存库。该库于 2001年建成并投人使用，MSBP计划到2010年使得 全世界干早地区2. 4万种以上(约10%)的植物种子得 到收集和保存，目前已收集保存了全英国95%的植 物种质资源，并与澳大利亚、埃及、肯尼亚、南非 等12个国家开展了合作，收集以干早地区为主的植 物种质资源，计划到2025年完成收集保存全球2.4万 种植物(约占1000)种质资源的目标。
第一节 概 述
但是，我国的林木及野生植物种质资源设 施保存仍处于起步阶段，中科院于1996年在西 双版纳热带植物园建立了一个小型的热带濒危 植物种质库，其实施保存的种质范围仅限于热 带地区的濒危植物;中国林科院于2001年建成了 一座小型低温库，目前保存了我国部分主要造 林树种的种质资源，尚未完成抢救保存任务， 离全面保存我国森林植物的种质资源目标相去 甚远。目前，中国林科院牵头的国家森林植物 种质低温库正处于筹建当中，该库能够容纳30 万份以上的林木种质，该库的建成将完成抢救 保存林木种质资源的任务。
第一节 概 述
一、植物种质资源低温保存意义
防止资源灭绝
节约人力物力 便于交流
第一节 概 述
二、超低温保存的概念 一般来说，低温所涉及的温度范围是不确定的。习惯 上，人们将－80℃以下的低温称为超低温，干冰温度 （－70℃）称为极低温，低温则从4℃往下推（李广武 等，1998）。对植物而言，低温常常是指那些比常温 稍低一些的温度。如果低温超过细胞原生质所能忍受 的临界温度，就会致使植物细胞遭受冻害而死亡。如 甜橙树发生冻害的临界温度通常在－6.5℃，枳壳通常 在－20℃左右（沈德绪等，1986）。
第二节 植物材料超低温冻存的细胞学基础
二、植物细胞超低温保存过程中的致死损伤
细胞超低温保存有三个重要操作步骤： 一是细胞预冻； 二是细胞在－196℃下长期贮存； 三是细胞解冻。
第二节 植物材料超低温冻存的细胞学基础
植物超低温保存技术建立在生物细胞冻 害和抗冻机理的基础之上。种质超低温保存 成功的关键，在于降温冰冻过程中避免细胞 内结冰。为此，针对不同种类的植物材料， 筛选适合的冰冻保护剂，采用适当的降温冰 冻速度和化冻方式，可能使细胞不受损伤或 使损伤减小到最低程度。
茎尖、分生组织和体细胞胚等种质材料用褐藻酸钙包 埋后，第一阶段先在含高浓度蔗糖的培养基中脱水， 第二阶段用无菌空气流或干燥硅胶脱水，然后投人液 氮贮存。
第四节 影响超低温保存效果的主要因素
一、材料的基本特性 材料的基本特性包括植物的基因 型、抗冻性及器官、组织和细胞的年 龄以及生理状态。不同基因型的植物 离体材料对超低温冻存的反应各不相 同。