第十一讲种质离体保存
第十一章 种质资源的保存
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种质资源的保存
引言 抑制生长保存 冷冻保存
引言
种子贮存的局限 种子贮存的局限
种子的生活力随贮存期的延长逐渐消失; 种子的生活力随贮存期的延长逐渐消失; 对于无性繁殖的植物,难于采用种子保存; 对于无性繁殖的植物,难于采用种子保存; 种子贮存易遭受自然灾害袭击而丢失; 种子贮存易遭受自然灾害袭击而丢失; 种子保存后代,会产生变异,不能保持母本的有优良性状. 种子保存后代,会产生变异,不能保持母本的有优良性状.
离体种质保存的缺点 离体种质保存的缺点
对于限制或延缓生长的处理,需定期转移,连续继代培养; 对于限制或延缓生长的处理,需定期转移,连续继代培养; 易受微生物污染或发生人为差错; 易受微生物污染或发生人为差错; 多次继代培养有可能造成遗传变异及材料的分化和再生能力的逐渐丧 失。
抑制生长保存
低温保存
种质外植体材料在非冻结的低温下,老化程度减慢, 种质外植体材料在非冻结的低温下,老化程度减慢,因而导致继代间隔时间 延长。 延长。
解冻方法
快速解冻法 把在-196℃下冷冻起来的材料直接投入37℃ 40℃ 把在-196℃下冷冻起来的材料直接投入37℃—40℃的温 下冷冻起来的材料直接投入37℃ 40℃的温 水浴中解冻,速度大约是500℃~700℃每分钟。 水浴中解冻,速度大约是500℃~700℃每分钟。 500℃ 每分钟 慢速解冻法 将超低温保存的材料先置于0℃低温下, 将超低温保存的材料先置于0℃低温下,然后逐渐升至室 0℃低温下 内温度,让其慢慢解冻。 内温度,让其慢慢解冻。
生长抑制剂
在培养基中加进生长抑制剂能有效地减缓植株生长如B9和CCC。 在培养基中加进生长抑制剂能有效地减缓植株生长如B9和CCC。 B9
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
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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
11.4植物种质保存
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7、保存材料复苏培养 保存材料解冻后, 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。 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 后可以在固体培养基上进行培养, 常生长,再生植株。 常生长,再生植株。 重新生长的细胞(组织) 重新生长的细胞(组织) 存活率= 存活率= 解冻的细胞(组织) 解冻的细胞(组织) 100%
(三)中低温调控生长保存 在试管苗继代培养过程, 在试管苗继代培养过程,适当降低 温度,也能延缓生长,延长继代时间。 温度,也能延缓生长,延长继代时间。 一般植物可调到1—9℃,热带、亚热带 一般植物可调到1 9℃,热带、 9℃ 植物调至10 20℃。 10—20℃ 植物调至10 20℃。
(四)常温抑制生长保存与中低温调控生 长保存相结合 培养基中添加生长抑制剂或提高渗透 培养温度降低,使继代时间延长。 压,培养温度降低,使继代时间延长。
2、 贮藏保存 贮藏保存就是用控制贮藏条件 ( 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。
(4)干燥冷冻 将材料置于27~29 ℃烘箱内降低植物含水 量,在投入液氮中保存。此法可以防止材 料冻死。
5、材料保存 196℃液氮冰箱中或液氮罐中保存 液氮冰箱中或液氮罐中保存。 -196℃液氮冰箱中或液氮罐中保存。 6、保存材料解冻 解冻速度是解冻技术关键, 解冻速度是解冻技术关键,一般在 37℃的热水浴中解冻 的热水浴中解冻。 37℃的热水浴中解冻。 解冻速度慢,细胞内容易发生再结晶, 解冻速度慢,细胞内容易发生再结晶, 而导致细胞死亡。 而导致细胞死亡。 解冻速度快,来不及再结晶, 解冻速度快,来不及术 利用DNA重组技术,将种质材料的总 DNA或染色体所有片断随机连接到载体 DNA或染色体所有片断随机连接到载体 然后转移到寄主细胞中, 上,然后转移到寄主细胞中,通过细胞 增殖,构成各个DNA片断的克隆系。 DNA片断的克隆系 增殖,构成各个DNA片断的克隆系。
植物组织培养:第十二章 种质离体保存
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• B.慢速冷冻法:
• 适用于含有大液泡的成熟细胞,这 种细胞含水量高,在慢速降温过程中, 可以使细胞内的水有充足的时间不断地 渗到细胞外结冰而避免在细胞内结冰。
• 将植物材料以0.1—10℃/min的降温 速度从0℃降到-100℃左右,而后立即浸 入液氮罐中或以同样的速度连续降温至196℃。
• C.2步冷冻法:
第十二章 种质离体保存
种质保存
主要内容
超低温保存
低温保存
• 种质是指亲代通过生殖细胞或体细胞传递给 子代的遗传物质。
•
种质保存(germ plasm conservation):指
利用天然或人工创造的适宜环境来保存种质资源,
使个体中所含有的遗传物质保存其遗传完整性
(genetic integrity),有高的活力(vigor),能
• 玻璃化法采用高浓度的复合玻璃化 保护剂脱水样品,减轻了两步法保存
过程中的机械损伤和溶液效应;而包
埋脱水法采用高浓度蔗糖预处理样品, 避免二甲基亚砜和甘油的化学毒性。
• 蔗糖可能是通过水替代作用保护质 膜完整性和蛋白质构型。其目的是提 高胞质浓度,即使样品获得高的抗冻 力和抗脱水力,有不至于引起样品太 多的高渗损伤,促进降温过程中玻璃上更稳定; • C.更快的营养繁殖方式; • D.产生无病植株; • E.细胞培养物一般需要控制冷冻速度,而分
生组织则可经受突然的冷冻。
2)幼胚及胚状体
• A.顽拗型种子由于对温度及湿度极其敏感,常导 致胚的退化,因而无法长期保存。而通过分离出 胚或片段进行低温保存,是解决这一难题的有效 途径。
• 5)长期贮存去病毒的种质;
• 6)防止种质衰老;
• 7)延长花粉寿命,解决不同开花期和 异地植物杂交上的困难;
种质保存(植物组织培养课件)
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(七)将混合液涂在琼脂平板培养基上进行重新培养。 (八)细胞生命活力检查
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.培养基中添 加脱落酸和 甘露醇
2.用塑料薄膜 封闭试管口
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,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。
(三)将含有20%脯氨酸的冷培养基分成4份并在1h内 逐渐加入到等量的冷细胞悬浮液中。
(四)将混合液在冰上保存1h后,转移到灭过菌的聚 丙烯安剖瓶中,盖好螺帽(每两个安剖瓶中用移液 枪接入1mL混合液)。
相关实践知识
(五)用可控降温仪以1℃/min的速度将按剖瓶冷却到-30℃, 并停留30~40min后投入到液氮冰箱中进行贮存。
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
原地保存
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。
离体保存的意义
1、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。
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。
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(二)超低温保存 一般以液N2为冷源
种质离体保存
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种质资源保存方法
按材料和方式
就地保存(自然保护区) 迁地保存(种)
常温限制生长保存 中低温调控生长保存 低温干燥保存 减压保存 低温保存(低于-80 ℃) 超低温保存(-196 ℃)
难以长期保持种质寿 命,对种质保存得作 用不就是很大。
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3、分步冰冻法:就是慢冻法和快冻法得结合,先用较慢得速 度(0、5 ~ 4℃/min)降至-30~-40 ℃,停留0、5~1h,然后 直接投入液氮中保存。停留得目得就是诱导细胞外水分 结冰,对细胞进行保护性脱水,避免细胞内产生非均一性 冰晶。
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4、 干冻法:将样品在高浓度(0、5-1、5M)渗透性化合物培养 基上培养数小时至数天,再经过硅胶、无菌空气干燥脱水 数小时(使含水量降至17~40%)或用藻酸盐包埋后投入液 氮保存。该法特别适合于愈伤组织、体细胞胚、胚轴、胚、 茎尖、生根苗保存,但不适用于脱水敏感得材料。
止次生结冰对组织细胞造成伤害。
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五、培养及再生
1、 冷冻保存后细胞和器官活力得检测
再培养法
测定存活率
存活细胞(或器官)数目 存活率= 解冻(或器官)数目
×100%
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2、 培养及再生
经冻存得材料,不可避免地受到一些伤害,需要小心维 护: ➢培养:一般将材料培养在黑暗或弱光下培养1-2周,再转入正常光
➢依据渗透性得有无,可将CPA分为两类:
渗透型
非渗透型
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渗透型冰冻保护剂
特点:多为中性低分子物质,在溶液中易与水分子结合发生水合作用, 增加溶液得粘稠度,降低溶液得冰点,从而弱化了水结晶得过程,达到 保护材料得目得。 ➢种类:常用得有甘油、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、乙酰胺、 丙二醇(PG)。 ➢不同渗透型冰冻保护剂渗入细胞得能力及其对水分子活性得影响 也有不同,如甘油适用于慢速冷却,DMSO容易渗入细胞,但有轻微毒 性。
第11章植物种质资源离体保存
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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.避免自然灾害引起的种质丢失。
不足之处
期末考试试题为A、B卷,覆盖教学大纲规定的内容。
放映结束 感谢各位的步
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
四、化冻方法
液泡小、含水量少的细胞,可快速化冻。 液泡大、含水量高的细胞则采用慢速化冻法。 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。
要求:掌握植物器官和组织培养的基本程序,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。
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? 它的基本操作程序有哪些?
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:植物组织培养基本概念、发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发展简史及其应用与展望。
离体保存技术方法
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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。
植物种质资源的离体保存
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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。
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!。
7 种质离体保存

• (1) 冷冻防护剂属于低分子中性物质,与水溶 液发生水合作用而增加黏度,使溶液冰点下降; • (2) 使用冷冻防护剂可提高培养基的渗透压, 导致细胞发生轻微质壁分离,从而提高组织和 细胞的抗寒力; • (3) 二甲基亚枫还易渗入细胞内部,可防止细 胞在冷冻和融冰时因过度脱水而遭破坏。
• 7.3.3 超低温冷冻保存种质 的程序
• DNA直接导入分为化学法和物 理法两类
• (1)PEG介导的遗传转化 • (2)基因枪法
• 8.1.2 愈伤组织受体系统
•
愈伤组织是植物基因转化常用的 受体系统之一,该系统的特点表现有 五个方面。
• 8.1.3 种质系统
• 种质系统:以植物的生殖细胞如花粉粒、 卵细胞为受体细胞进行基因转化的系统。 • 种质系统表现为3个方面的特点。
• 8.1.4 胚状体受体细胞 • 8.1.5 直接分化芽受体系统
• 8.2.2 Ti质粒载体系统
• Ti质粒是植物基因工程的一 种有效的天然载体,但野生型Ti 质粒直接作为植物基因工程载体 却存在一些缺陷。
• 8.2.3
•
Ti质粒介导的遗传转化方法
• (1)叶盘法
方法:将实验材料切成2—5mm的圆形小片 (叶盘),放入工程农杆菌培养液中浸泡4— 5min,使根癌农杆菌侵染叶盘。再用滤纸吸 干叶盘上的多余菌液,将经处理的叶盘放在 培养皿的滤纸上培养2d后,再转移到含适当 抗生素的培养基上继续培养及接种。 • 特点:有很高的重复性,便于大量常规 地培养转化植物。
(1) Ri质粒及Ri质粒载体
• Ri质粒与Ti质粒相似,均属于巨大 质粒,其大小为200—800kb;均含 有T-DNA和Vir区,具有较高的同源 性。
(2)发根农杆菌基因转化的方 法
植物种植资源的离体
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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,冻结和渗透过程不断进行,这种过程称 为保护性脱水。
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。
4.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。
5.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。
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。
10项目十二 马铃薯种质资源的离体保存

任务三 我国马铃薯种质资源的保存方法
• 一、田间种质库保存
• 我国马铃薯过去一直采用“春种、秋收、冬窖藏”的方法 保存,大多采用传统的无性块茎年复一年地播种收获来保 存种质资源。但是,田间保存既费工又不能保证其质量和 数量,不仅需要大量的人力、物力和财力,而且还常受自 然灾害和各种病、虫害的侵袭。许多优良老品种和野生种 无法继续保存使用,失去了食用、种用和杂交亲本的使用 价值。
• 种质资源保存大致分为原地保存和异地保存两种方式。
• 原地保存:是指在自然生态环境下,就地保存,自我繁殖 种质。野生种一般通过这种方式保存,它不仅可保存稀有 濒危的生物资源,并保护了不同类型的生态系统。这种保 存方式主要通过建立自然保护区和天然公园来实现。世界 上第一个自然保护区是1872年美国建立的黄石公园。
• 异地保存:是指将种子、植物体保存于该植物原产地以外 的地方,主要形式有植物园、种质圃、种子库、组织培养 物的试管保存(以下简称离体保存)等。在传统上,种质是 以种子的形式保存的。
任务二 种质资源的保存方法
• 常用离体保存主要有低温保存和超低温保存两种方式。
• 一、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,它是植物生长发育的有关理论与组织培养技术相结 合的产物。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 最小生睦法。这种方法简单易行,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。
• 20世纪50年代开始,在世界范围内开始了植物种质资源的 收集和保存工作。
任务一 种质资源保存的概念
• 种质资源保存,是利用天然或人工创造的适宜环境, 保存种质资源使个体中所含有的遗传物质保持其遗传 完整性,有高的活力,能通过繁殖将其遗传特性传递 下去。
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限制生 长保存
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种质离体 保存
超低温 保存
(1)限制生长保存法
限制生长离体保存法:是近年来新发展且较为 有效的种质保存方法, 以组织培养技术为基础, 通过改变试管苗的生长环境, 使细胞生长降至 最小限度, 延长继代间隔时间, 减少继代次数, 以避免频繁继代造成污染或引发种质变异, 从 而有效地保证种质的遗传稳定性, 实现植物种 质资源的中期保存目的
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5)植物病毒的鉴定与检测方法有哪些?
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直接观察法 指示植物法 抗血清鉴定法 电子显微镜直接检验法 酶联免疫测定法
本讲主要内容
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种质保存的定义及意义 种质离体保存 种质离体保存的用途
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种质资源是大自然留给人类的宝贵遗产,是物种进化、遗传 学研究及植物育种的物质基础,是保障人类良好生存环境和 衣食住行必不可少的财富,是关系到一个国家和民族竞争力 的重要战略物质。因此植物种质资源保存已成为全球性关注 的热点课题
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A: 低温保存法
是在低于正常培养温度下保存植物离体培养物的技术, 该方法常结合改变培养基成分、辅以培养环境调控等措 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。 是限制生长保存中应用最广的方法。培养温度一般为19℃(热带、亚热带植物则一般为10-20 ℃ ),培养物 的生长受到抑制,继代时间可延长间隔数月到1年以上 简单易行,需要设备少,投资小,技术成熟,可以作为 植物种质资源的中短期保存方法。
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缺点:
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对于限制或延缓生长的处理,需定期转移,连续继 代培养 易受微生物污染或发生人为差错 多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避免这些问题。
3 种质离体保存的方法
低温保存法 高渗透压保存法 生长抑制剂保存法 低氧分压保存法 干燥保存法
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建立保护区
中国科学院西双版纳植物园
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, 有一座“世界末日种子库”: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
种质离体保存
二:种质离体保存
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定义 意义 保存方法 低温保存与超低温保存的比较
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1 种质离体保存的定义
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3)脱毒苗培育的方法有哪些?
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热处理脱毒 茎尖培养脱毒 热处理结合茎尖培养脱毒 微体嫁接脱毒 抗病毒药剂脱毒
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4)什么是病毒?什么是病毒的传播?分为哪几类?
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病毒:由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的 非细胞形态的营寄生生活的生命体 病毒是专性寄生物,在自然界生存发展必须在寄主间转 移。植物病毒从一 个植株转移或扩散到其它植物的过程 称为病毒的传播 分为介体传播及非介体传播
脱毒苗是指利用生物技术措施,从感染病毒的植株中获得的无 病毒感染的植株 意义:
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已发现的植物病毒已超过500余种,严重影响了农作物及园艺植物 (特别是多年生的品种)的产量及品质 病毒感染后,难以采用传统的化学杀菌剂和杀菌素进行防治 因此,脱毒苗的培育,满足了农业及园艺植物生产对无病毒优良品 种植株的要求,具有重要的经济价值 在病理学研究上也具有重要意义:丰富了病理学的内容,将人类对 抗病毒的手段从砍伐感染病株到脱毒再培养
第十一讲 种质离体保存
2012年秋季
上节课内容回顾
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1)什么是茎尖分生组织培养?有哪些应用?
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切取茎的先端包括茎尖分生组织部分,进行无菌培养,使其 发育成为完整植株的过程 基础理论研究(形态建成研究)和实际生产应用(脱毒植株生 产、营养繁殖、经济苗木的育种)
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2)脱毒苗的定义?其意义有哪些?
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人无远虑,必有近忧!
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作物种质资源是作物育种的物质基础,未来农业 生产在很大程度上取决于对种质资源的占用和利 用程度 植物种质资源的保存研究对于生物多样性保护和 新品种选育均具有十分重要的意义 现有植物种以每天一种的速度速度灭绝 5-6万种植物的生存受到不同程度的威胁 作物种遗传资源多样性的破坏和丧失异常严重
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种质离体保存(In vitro germplasm conservation):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
2 种质离体保存的意义
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所占空间少,节省大量的人力、物力和土地; 便于种质资源的交流利用; 利于保存以种子形式无法保存的种质性状; 需要时,可以用离体培养方法很快大量繁殖; 避免了种质的衰退; 避免自然灾害引起的种质丢失。
一: 种质保存的定义及意义
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种质资源(Germplasm Resource):又称遗传资 源,习惯上也叫品种资源。它包括栽培、野生及 人工创造的粮食作物、经济作物、园艺作物的品 种或品系 种质保存(Germplasm Conservation):是指利用 天然或人工创造的适宜环境,保存种质资源,使 个体中所含有的遗传物质保持其完整性,有高的 活力,能通过繁殖将其遗传特性传递下去
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种质保存
异地保存(Ex situ conservation)
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原地保存:指在自然生态环境下,就地保存,自我繁殖种 质。这种方式不仅可以保存种质还可以保护不同的生态系 统。如各类保护区的建立。世界第一个保护区是1872年美 国建立的黄石公园。但易受环境影响 异地保存:将种子、植物体保存于该植物原产地以外的地 方,主要形式有植物园、种质圃、种子库、组织培养物的 试管保存(离体保存)等,其中种子保存所占空间小并能 保存多年,且易于干燥和包装便于运输。但处子易受病虫 害侵害;遗传性状不稳定有些种子含水量高难于脱水保存
1970年,小斑病在 美国大流行,减产 165亿kg,占美国 玉米总产量的15%
19 世纪 40 年代,爱尔兰马铃薯晚疫病 流行,造成上百万人因饥饿死亡,上 百万人流浪海外
松材线虫病是由线虫引起的、以松 褐天牛为主要传播媒介的松树病害
种质保存的分类
原地保存(In situ conservation)