第八章植物種質保存

第一節種質資源保存類型

一、概念

種質：是決定生物遺傳性狀，并將遺傳信

息從親代傳遞給子代的遺傳物質。

種質庫：是指以種為單位的群體內的全部

遺傳物質，它有許多個體的不同

基因所組成。又稱基因庫。

種質資源：具有種質并能繁殖的生物體統

稱為種質資源或遺傳資源。

二、種質保存的意義

隨著經濟發展，地球不斷開發及生態環境破壞，每年都有多個物種消失或瀕臨滅絕。各種植物，包括栽培種、野生種甚至雜草，都具有各自獨特的優良基因，是植物品種改良乃至農業可持續發展的基礎。它們是經過長期進化而來，一旦失去不會再來。因此，世界各國都很重視植物種質資源的收集與保存的研究。

三、種質保存的方法

按保存的地理位置分為原地保存和異地保存。原地保存是在原來的生態環境條件下,就地保存,自我繁殖品種資源,一般野生品種資源采用這種方式保存,如建立自然保護區,天然公園等；異地保存是將種子或植株保存于該品種資源原產地以外的地區,這種保存可采用植物園、種質園、種質庫等形式或采用試管保存形式。

按照保存的具體方法,品種資源的保存可分為種植保存、貯藏保存、試管保存、基因文庫保存。

1、種植保存

為了保持品種資源的種子或無性繁殖器官的生活力,并不斷補充其數量,品種資源材抖須每隔一定時間播種一次,即種植保存。

在種植保存時,種植條件盡可能與原產地相似,以減少由于生態條件的改變而引起的變異和自然選擇的影響。在種植過程中應盡可能避免或減少天然雜交和人為混雜。播種和收獲時取樣要有代表性以免因抽樣而造成遺傳漂移。總之要盡可能地保持原品種或類型的遺傳特點和群體結構。此外,對來自自然條件懸殊地區的品種資源,可分別在不同生態地點異地種植保存。

2、貯藏保存

貯藏保存就是用控制貯藏條件(主要是溫度和濕度)的方法,來保持品種資源種子的生活力。

長期貯藏保存種子生活力的技術關鍵是低溫和干燥,通過控制種子周圍環境中的溫濕度,迫使種子處于代謝作用的最低限度。

貯藏保存種質資源采用種質庫,種質庫分三種：長期庫、中期庫和短期庫。

3、基因文庫保存

利用DNA重組技術，將種質材料的總DNA或染色體所有片斷隨機連接到載體上，然后轉移到寄主細胞中，通過細胞增殖，構成各個DNA片斷的克隆系。

第二節試管保存

一、常溫下試管保存

可利用試管苗繼代培養保存，但需要經常更換培養基。

二、常溫抑制生長保存

為了延緩繼代時間，可在培養基中添加長抑制劑或提高滲透壓等。如脫落酸(ABA)、矮壯素（2-氯乙基三甲基氯化按，簡稱CCC）、二甲氨基琥珀酸酰胺（簡稱B9）、多效唑（PP333）等都是生長抑制物質，培養基中添加一定量可以延緩生長。一般情況下幾個月繼代一次，而添加這些物質后，可達到一年甚至以上。

提高培養基滲透壓也可以延緩生長。可用蔗糖或甘露醇，濃度分別調到10%左右和4%—6%。

三、中低溫調控生長保存

在試管苗繼代培養過程，適當降低溫度，也能延緩生長，延長繼代時間。一般植物可調到1—9℃，熱帶、亞熱帶植物調至10—20℃。

四、常溫抑制生長保存與中低溫調控生長保存相結合

培養基中添加生長抑制劑或提高滲透壓，培養溫度降低，使繼代時間延長。

第三節超低溫保存Cryopreservation

一、超低溫保存的基本原理和主要環節

在液氮中（-196℃），幾乎所有的細胞代謝活動停止，僅保存細胞的活力和形態發生的潛力。當解凍后，能夠恢復再生能力。

超低溫保存比較復雜，哪一步操作不當，都會使細胞受傷害，失去再生能力。

注：超低溫通常指低于一

80℃的低溫，保存介質或容器有干冰(一79℃)、超低溫冰箱(-80-150℃)、液氮(-196℃)和液氮蒸氣相(-140℃)等，其中液氮最常用。二、超低溫保存技術

1、保存材料的選擇

2、冷凍前材料預處理

3、添加冷凍防護劑

4、材料冷凍的方法（預冷）

5、材料保存

6、保存材料解凍

7、保存材料復蘇培養

1、保存材料的選擇

花粉、莖尖分生組織、芽、種胚、小植株、愈傷組織、體細胞胚等均可以作為保存材料。

2、冷凍前材料預處理

為了使保存材料適應超低溫條件，必須進行預處理。

預處理方法：將保存材料放在高糖濃度、添加二甲基亞砜（DMSO）、脯氨酸，在接近零度下培養數日。

3、添加冷凍防護劑

為了抵抗凍害，使用冷凍防護劑。常用的冷凍防護劑有：二甲基亞砜（DMSO）、甘油、脯氨酸、糖類、乙二醇、二甘醇、乙酰胺、福美氧化硫等。

4、材料冷凍