6种质资源保存
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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。
(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。
三、种质保存的方法
按保存的地理位置分为原地保存和异地保存。 原地保存是在原来的生态环境条件下 , 就地保 存 , 自我繁殖品种资源,一般野生品种资源采用 这种方式保存 , 如建立自然保护区,天然公园等; 异地保存是将种子或植株保存于该品种资源原产 地以外的地区,这种保存可采用植物园、种质园、 种质库等形式或采用试管保存形式。 按照保存的具体方法 , 品种资源的保存可 分为种植保存、贮藏保存、试管保存、基因文库 保存。
二、超低温保存技术
1、保存材料的选择 2、冷冻前材料预处理 3、添加冷冻防护剂 4、材料冷冻的方法(预冷) 5、材料保存 6、保存材料解冻 7、保存材料复苏来自百度文库养
1、保存材料的选择 花粉、茎尖分生组织、芽、种胚、 小植株、愈伤组织、体细胞胚等均可 以作为保存材料。
2、冷冻前材料预处理 为了使保存材料适应超低温条件, 必须进行预处理。 预处理方法:将保存材料放在高糖 浓度、添加二甲基亚砜(DMSO)、脯氨 酸,在接近零度下培养数日。
(2)慢速冷冻法 将植物材料从0℃ 或者其它预处理 温度以降温速度为1-2 ℃/min从起始温 度降到-100 ℃ ,稳定1h后投入液氮中 保存或以此降温速度降至-196 ℃。 在这种降温速度下,细胞内水分有 充分的时间不断渗入到细胞外结冰,使 细胞内水分减少到最底限度,避免细胞 内结冰
(3)预冷冻法 投入液氮前,需经过短暂时间的低温 锻炼的方法 ①两步冷冻:慢速冷冻至-40 ℃,停留一 段时间,快速冷冻。 ②逐级冷冻:材料通过不同温度等级降温 至-40 ℃,停留一段时间,投入液氮快速 冷冻。
(1)快速解冻法 保存材料直接投入到37-40 ℃水浴 中进行解冻的方法。-50到-10 ℃是再结 冰的温度区。 (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。
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。 重新生长的细胞(组织) 存活率=
解冻的细胞(组织)
A, The shoot tip of papaya (arrows) from plantlet was excised from an in vitro plant (bar: 1 mm ); B, Excised shoot tips utilized for cryopreservation (bar: 1 mm); C, After vitrification and warming, shoot tip remained green during culture and resumed growth within 1 week without forming callus (bar: 1 mm); D, Shoot tip elongated after 4 weeks (Bar: 1 mm); E, Rooting of elongated shoot occurred after 8 weeks (bar: 1 cm).
(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。 6、保存材料解冻 解冻速度是解冻技术关键,一般在 37℃的热水浴中解冻。 解冻速度慢,细胞内容易发生再结晶, 而导致细胞死亡。 解冻速度快,来不及再结晶,细胞存 活。
1、 种植保存 为了保持品种资源的种子或无性繁殖器官 的生活力,并不断补充其数量,品种资源材抖须 每隔一定时间播种一次,即种植保存。 在种植保存时,种植条件尽可能与原产地相 似,以减少由于生态条件的改变而引起的变异和 自然选择的影响。在种植过程中应尽可能避免 或减少天然杂交和人为混杂。播种和收获时取 样要有代表性以免因抽样而造成遗传漂移。总 之要尽可能地保持原品种或类型的遗传特点和 群体结构。此外,对来自自然条件悬殊地区的品 种资源,可分别在不同生态地点异地种植保存。
3、添加冷冻防护剂
为了抵抗冻害,使用冷冻防护剂。 常用的冷冻防护剂有:二甲基亚砜 (DMSO)、甘油、脯氨酸、糖类、乙 二醇、二甘醇、乙酰胺、福美氧化硫 等。
4、材料冷冻的方法 材料冷冻保存的原理:冷冻时,细 胞外的溶液水分子,先形成冰晶中心, 而冰晶形成的速度与溶液成分、降温速 度有关。一般在-20℃—-60℃范围内, 晶体中心增长最快,形成大块冰晶体之 后,慢慢减速,到-140℃时完全停止增 长。
三、中低温调控生长保存
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。 一般植物可调到1—9℃,热带、亚热带植 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压, 培养温度降低,使继代时间延长。
第三节 超低温保存 Cryopreservation
3、基因文库保存 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 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。
第二节 试管保存 一、常温下试管保存
可利用试管苗继代培养保存,但需要经常 更换培养基。
二、常温抑制生长保存 为了延缓继代时间,可在培养基中添加长 抑制剂或提高渗透压等。如脱落酸(ABA)、矮壮 素(2-氯乙基三甲基氯化按,简称CCC)、二甲 氨基琥珀酸酰胺(简称B9)、多效唑(PP333) 等都是生长抑制物质,培养基中添加一定量可 以延缓生长。一般情况下几个月继代一次,而 添加这些物质后,可达到一年甚至以上。 提高培养基渗透压也可以延缓生长。可用 蔗糖或甘露醇,浓度分别调到10%左右和4%—6%。
一、超低温保存的基本原理和主要环节 在液氮中(-196℃),几乎所有的细胞代谢活动 停止,仅保存细胞的活力和形态发生的潜力。当解冻后, 能够恢复再生能力。 超低温保存比较复杂,哪一步操作不当,都会使 细胞受伤害,失去再生能力。
注:超低温通常指低于-80 ℃的低温,保存介质或容器 有干冰(-79℃)、超低温冰箱(-80-150 ℃)、液氮(196℃)和液氮蒸气相(-140℃)等,其中液氮最常用。
植物种质保存 第一节 种质资源保存类型
一、概念 种质:决定生物遗传性状,并将遗传信 息从亲代传递给子代的遗传物质。 种质库:是指以种为单位的群体内的全部 遗传物质,它有许多个体的不同 基因所组成。又称基因库。 种质资源:具有种质并能繁殖的生物体统 称为种质资源或遗传资源。
二、种质保存的意义 随着经济发展,地球不断开发及生 态环境破坏,每年都有多个物种消失或 濒临灭绝。各种植物,包括栽培种、野 生种甚至杂草,都具有各自独特的优良 基因,是植物品种改良乃至农业可持续 发展的基础。 它们是经过长期进化而来,一旦失 去不会再来。因此,世界各国都很重视 植物种质资源的收集与保存的研究。