第十章 植物种质资源的离体保存

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1、第十章　植物种质资源的离体保存陈观水生命科学学院jimchen7909@163.com1390591445第十章　植物种质资源的离体保存主要内容：第一节植物种质资源的常温限制生长保存第二节植物种质资源的低温保存第三节植物种质资源的超低温保存学习的目标与要求：了解植物种质离体保存的类型与特点，及其基本操作技术。了解植物人工种子的概念与发展概况、特点与制备方法。具备利用植物组织培养技术进行种质资源保存的认知，具有人工种子制备基础能力。植物种质资源的离体保存种质资源的重要作用种质资源或称基因库是选育新品种的最基本的原始材料。有人说：“人类的命运

2、将取决于人类理解和发觉植物种质资源的能力。”选育新品种时利用的材料单位是性状，如颜色、高矮、早熟性和抗病性等。选育新品种需要原始材料——已有的栽培品种、半栽培类型和有关野生植物。只要其具有一些能结合到栽培品种上的有用性状，就都可以作为原始材料。植物种质资源的离体保存种质(germplasm)是亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质。植物种质资源(plantgermplasmresources)即为携带各种不同遗传物质的植物总称，又称遗传资源或品种资源，包括栽培，野生及人工创造的各种植物的品种或品系。种质资源保存(germplasmc

3、onservation)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。植物种质资源的离体保存种质资源的保存方式有两种，即原生境保存和非原生境保存。原生境保存：将植物的遗传材料保存在它们的自然环境中。原生境保存的地方多是植物保护区，另一种方法为农田种植保存。非原生境保存：将植物的遗传材料保存在不是它们的自然生境的地方。非原生境保存方式有植物园、种质圃、种子(质)库、试管苗库、超低温库等。具体保存方法有四种：种植保存、贮藏保存、离体保存和基因文库保存。植物种质资源的离体保存种质资源的离体保存(germpla

4、smconservationinvitro)：是指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措施使之保存，在需要时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。离体保存的意义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。节省土地和劳力，方法简单，花费少并能在保存中脱毒。一旦利用可快速繁殖；也利于种质交换。植物种质资源的离体保存离体保存的方法：常温限制生长低温保存超低温保存一、植物种质资源的常温限制生长保存1.常温限制生长保存的概念正常条件下由于材料生长很快，需经常继代，增加了工作量及费用，不适

5、合种质资源保存。通过提高渗透压、添加生长延缓剂或抑制剂、干燥、降低气压、改变光照条件等，限制培养物的生长，使转移继代的间隔时间延长达到保存种质的方法。一、植物种质资源的常温限制生长保存2.常温保存的方法和原理1)高渗保存法利用培养基的高渗透压，减少离体培养物吸收养分和水分的量，减缓生理代谢过程，从而减缓生长速度，达到抑制离体培养材料生长的种质保存方法。高渗物质：甘露醇、蔗糖、PEG等高渗保存配合低温效果更明显如：6~10℃低温下，培养基中加4%甘露醇，可保存马铃薯1~2年，存活率最高可达90%以上。一、植物种质资源的常温限制生长保存1.常

6、温保存的方法和原理2)生长抑制剂保存法在培养基中加入生长抑制剂以减缓培养材料的生长，达到长期保存种质材料的保存方法。生长延缓剂：ABA、青鲜素、CCC、多效唑、B9等使试管苗生长缓慢，生长健壮、叶色浓绿、移栽成活率高。一、植物种质资源的常温限制生长保存1.常温保存的方法和原理3)抑制生长的其他保存法低压保存法：降低培养材料周围气压，达到抑制生长的目的，分为低气压与低氧压两种，保存原理相似。饥饿法：从培养基中减去1~2种营养元素，使植株缺乏相关营养而处于最小生长量干燥保存法：减少培养材料的含水量矿物油覆盖法：使培养材料与空气隔绝，延缓生长低

7、光照培养：适当减弱光照强度，缩短光照时间，进而减缓试管苗生长二、植物种质资源的低温保存1.低温保存的概念用离体培养的方式在非冻结程度的低温下(一般为1-9℃)保存种质的方法。方法简单，存活率高2.低温保存的方法和原理低温使植物生长速度就会受到抑制而减慢，老化程度延缓，因而延长了继代的时间间隔而达到保存种质的目的三、植物种质资源的超低温保存1.种质资源超低温保存的发展概况20世纪70年，Nag和Street首先证明胡萝卜悬浮培养细胞在液氮中保存后能恢复生长。植物超低温种质保存(cryopreservation)是指将植物的离体材料包括茎尖（

8、芽）、分生组织、胚胎、花粉、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（-196℃液氮）条件下进行保存的方法。三、植物种质资源的超低温保存1.种质资源超低温保存的发展概况极端