第11章植物种质资源离体保存

教学大纲
第六章 植物细胞培养
内容：植物细胞培养，植物细胞生长和活力的测定，植物细胞培养的应用， 内容：植物细胞培养，植物细胞生长和活力的测定，植物细胞培养的应用， 人工种子。 人工种子。 要求：掌握单细胞的分离的方法、培养技术 悬浮培养技术及其影响因素 单细胞的分离的方法 技术、 技术及其影响因素， 要求：掌握单细胞的分离的方法、培养技术、悬浮培养技术及其影响因素， 掌握人工种子的概念及其制备技术， 人工种子的概念及其制备技术 掌握人工种子的概念及其制备技术，理解植物细胞生长和活力的测定 方法，了解植物细胞培养的应用， 方法，了解植物细胞培养的应用，
种质资源保存的意义
种质资源 古老的地方品种、新培育的推广品种、 古老的地方品种、新培育的推广品种、 重要的遗传材料以及野生近缘植物。 重要的遗传材料以及野生近缘植物。
(1)保持生物多样性的需要 保持生物多样性的需要 防止资源灭绝。 防止资源灭绝。 (2)植物育Hale Waihona Puke Baidu工作的基础 植物育种工作的基础 节约人力物力、便于交流。 节约人力物力、便于交流。
第五章 植物花药和花粉培养
内容：植物花药和花粉培养的概念和应用，花药和花粉培养方法， 内容：植物花药和花粉培养的概念和应用，花药和花粉培养方法， 单倍体植株鉴定和染色体加倍。 单倍体植株鉴定和染色体加倍。 要求：了解植物的花药和药粉培养概念及应用， 要求：了解植物的花药和药粉培养概念及应用，单倍体植株鉴定和染色体 加倍技术；掌握植物的花药和花粉培养技术。 花药和花粉培养技术 加倍技术；掌握植物的花药和花粉培养技术。
改变培养环境的气体状况、抑制细胞的生理活性、延缓衰老。 改变培养环境的气体状况、抑制细胞的生理活性、延缓衰老。
5.干燥保存法 干燥保存法
降低培养水分，其生命活动就能延缓。 降低培养水分，其生命活动就能延缓。
二、超低温保存种质
概念
将植物的离体材料包括茎尖（ ）、分生组织、胚胎、花粉、 将植物的离体材料包括茎尖（芽）、分生组织、胚胎、花粉、 分生组织 愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等， 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（－ ℃液氮）条件下进行保存的方法。 在超低温（－196℃液氮）条件下进行保存的方法。 （－
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。 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， 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 离体授粉技术 离体培养及 技术。 掌握胚、胚乳、子房和胚珠离体培养及离体授粉技术。
植物细胞含水量较大，直接投放到液氮中， 植物细胞含水量较大，直接投放到液氮中， 到液氮中 细胞和组织由于细胞内水分结冰，引起组织和细胞死亡。 细胞和组织由于细胞内水分结冰，引起组织和细胞死亡。 胞内水分结冰 因此，需采取如下措施， 因此，需采取如下措施，
材料； （1）选取细胞内自由水少、抗冻力强的植物材料； ）选取细胞内自由水少、抗冻力强的植物材料 预处理措施 （2）采取一些预处理措施，提高植物的抗冻力； ）采取一些预处理措施，提高植物的抗冻力； 减少冰晶的形成 （3）在冷冻过程中尽量减少冰晶的形成，避免组织细胞过度脱水； ）在冷冻过程中尽量减少冰晶的形成，避免组织细胞过度脱水； 避免冰晶的重新形成 （4）在解冻过程中避免冰晶的重新形成 ）在解冻过程中避免冰晶 以及温度冲击导致的渗透冲击等 以及温度冲击导致的渗透冲击等。 渗透冲击
第一章 实验室及基本操作
内容：实验室及基本设备、基本操作，培养基的组成、选择 内容：实验室及基本设备、基本操作，培养基的组成、 及常用培养基的配制和灭菌技术，离体培养体系的建立等。 及常用培养基的配制和灭菌技术，离体培养体系的建立等。 仪器和设备的使用方 要求：了解无菌室的组成、常用仪器、设备，掌握仪器和设备 要求：了解无菌室的组成、常用仪器、设备，掌握仪器和设备的使用方 法，培养基的组成及制作方法及培养条件，掌握无菌操作技术。 培养基的组成及制作方法及培养条件，掌握无菌操作技术。 的组成及制作方法及培养条件 无菌操作技术
种质资源的离体保存(germplasm conservation in vitro） ）
对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料， 对离体培养的小植株、器官、组织、细胞或原生质体等材料， 限制、 其生长的处理使之保存， 采用限制 延缓或停止其生长的处理使之保存 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。 在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。 重新恢复其生长
第二章 植物组织培养的基本原理
内容：植物细胞全能性和细胞分化，离体条件下植物器官的发生， 内容：植物细胞全能性和细胞分化，离体条件下植物器官的发生，植物体细胞 胚胎发生及其影响植物离体形态发生的因素。 胚胎发生及其影响植物离体形态发生的因素。 要求：了解细胞全能性、分化、脱分化和再分化的含义， 要求：了解细胞全能性、分化、脱分化和再分化的含义，理解脱分化和再分化 的影响因子，掌握愈伤组织的形成、生长和保持；掌握胚状体概念和体 的影响因子，掌握愈伤组织的形成、生长和保持；掌握胚状体概念和体 愈伤组织的形成 胚状体概念和 细胞胚胎发生过程和途径 了解体细胞胚胎发生的机理、极性、 过程和途径， 细胞胚胎发生过程和途径，了解体细胞胚胎发生的机理、极性、生理隔 生理学和生物化学，掌握植物离体形态发生的影响因素。 离体形态发生的影响因素 离、生理学和生物化学，掌握植物离体形态发生的影响因素。
▼
冷冻
▼
预冻（-20℃或-70 ℃） 快冻（100~1000 ℃/min） 预冻（ ℃ 快冻（ ） 慢冻（1~5 ℃/min） 干冻（27~29 ℃） 慢冻（ ） 干冻（
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种质库贮存（ 种质库贮存（-196℃） ℃
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迅速解冻（ 迅速解冻（34~40℃） ℃
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再培养（细胞生长、植株再生） 再培养（细胞生长、植株再生）
液泡小、含水量少的细胞， 快速化冻。 液泡小、含水量少的细胞，可快速化冻。 化冻 液泡大、含水量高的细胞则采用慢速化冻法。 液泡大、含水量高的细胞则采用慢速化冻法。 慢速化冻法 生长季节中的材料， 37～40℃温水浴中快速化冻。 生长季节中的材料， ～ ℃温水浴中快速化冻。 中的材料 木本植物的冬芽，必须在 ℃低温下进行慢速化冻。 木本植物的冬芽，必须在0℃低温下进行慢速化冻。 冬芽
思考题 1.植物种质资源离体保存有何意义？ 1.植物种质资源离体保存有何意义？ 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？ 2.超低温保存的原理是什么？ 超低温保存的原理是什么 它的基本操作程序有哪些？ 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？ 3.影响种质离体保存遗传稳定性的因素有哪些？ 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？ 如何减少种质离体保存过程中的变异？
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。 变异性通常会增加，如染色体畸变和基因突变。 性通常会增加
2.影响离体保存种质遗传完整性的主要因素 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
不足之处
a.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， 定期转移，连续继代培养； 对于限制或延缓生长的处理
b.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； 易受微生物污染或发生人为差错
c.多次继代培养有可能造成遗传性变异 多次继代培养有可能造成遗传性变异 多次继代培养有可能造成遗传性 及材料的分化及再生能力的逐渐丧失。 及材料的分化及再生能力的逐渐丧失。 丧失
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。 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 植物组织培养、 等概念， 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。 了解植物组织培养的发展简史及其应用与展望。
第十一章 植物种质资源离体保存
内容： 内容： 离体种质保存的优缺点及主要方法，超低温保存的原理及技术环节， 离体种质保存的优缺点及主要方法，超低温保存的原理及技术环节， 离体保存种质的遗传完整性。 离体保存种质的遗传完整性。 要求：了解种质超低温保存的目的、 要求：了解种质超低温保存的目的、 种质超低温保存的目的 原理及意义，基本设备和程序。 原理及意义，基本设备和程序。
原理
液氮中几乎所有的细胞代谢活动、生长都停止了，因而排出了遗传性状的变异。 排出了遗传性状的变异 液氮中几乎所有的细胞代谢活动、生长都停止了，因而排出了遗传性状的变异。 植物材料在超低温条件下 在冰冻过程中避免了细胞内水分结冰， 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的 避免了细胞内水分结冰 次生结冰而达到植物材料保存目的。 次生结冰而达到植物材料保存目的。
优点
a.占用空间少，节省人力、物力和土地； 占用空间少，节省人力、物力和土地； 占用空间少 人力 b.便于种质资源的交流利用； 便于种质资源的交流利用； 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； 需要时，可以利用离体培养方法很快大量繁殖； 需要时 大量繁殖 d.避免自然灾害引起的种质丢失。 避免自然灾害引起的种质丢失。 避免自然灾害引起的种质丢失
保存的方式 保存的方式
｛
原生境保存
非原生境保存
｛
移地保存(种质圃 移地保存 种质圃 或植物园保存) 或植物园保存 (种子 种子) 种质库 (种子) 保存 离体保存
原生境保存 原生境保存 建立农作物种质资源保护区 保护地； 保护区和 建立农作物种质资源保护区和保护地； 非原生境保存 非原生境保存 建立各种类型的种质库、种质圃及试管苗库。 建立各种类型的种质库、种质圃及试管苗库。
超低温保存的基本程序
植物材料（培养物） 植物材料（培养物）的选取 材料的预处理 冷冻处理：分慢冻法、快冻法、预冻法、 冷冻处理：分慢冻法、快冻法、预冻法、干冻法 冷冻贮存 解冻：分快速解冻、慢速解冻 解冻：分快速解冻、 再培养
(二)基本程序
植物离体材料
▼ ▼
预处理---加速继代，提高培养基渗透压、 预处理 加速继代，提高培养基渗透压、低温锻炼 加速继代 冷冻防护剂（ ℃ 冷冻防护剂（0℃）
超低温保存可在一定程度上避免这些问题。 超低温保存可在一定程度上避免这些问题。 可在一定程度上避免这些问题
一、限制生长保存
1.低温保存(low temperature conservation)法 低温保存
该方法应用最广， 该方法应用最广， 一般在1-9℃ 一些热带 亚热带植物在10-20 ℃）下培养。 一些热带、 下培养。 一般在 ℃(一些热带、亚热带植物在 一般一年继代一次。 一般一年继代一次。 继代一次
2.高渗透压保存法 高渗透压保存法
通过高培养基的渗透压，达到抑制培养物生长速度的保存方法。 通过高培养基的渗透压，达到抑制培养物生长速度的保存方法。
3.生长抑制剂（或延缓剂）保存法 生长抑制剂（或延缓剂） 生长抑制剂
如ABA、B9、多效唑。 、 、多效唑。
4.降低氧分压保存法降低培养器内氧分压， 降低氧分压保存法降低培养器内氧分压， 降低氧分压保存法降低培养器内氧分压
教学大纲
第三章 植物器官和组织培养
内容：植物器官和组织培养的基本程序，植物营养器官培养， 内容：植物器官和组织培养的基本程序，植物营养器官培养， 植物繁殖器官培养，植物组织培养。 植物繁殖器官培养，植物组织培养。 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， 基本程序， 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。 植物繁殖器官培养，植物组织培养的意义及原理。