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精品文档 第十二章 植物种质资源离体保存 1 植物种质资源离体保存的概念和意义 保持生物多样性(biodiversity)是一个国际性备受重视的问题。 由于生态平衡的破坏，大量物种正在逐渐丧失或毁灭。人工选择及良 种的推广，品种构成逐渐单一化，致使许多潜在有益的珍贵种质资源 被丢失，而种质资源是植物育种工作的基础，因此，搜集和保存种质 资源已受到世界各国的重视。 植 物 种 质 资 源 保 存 的 方 式 有 原 生 境 保 存 (in situ conservation)和非原生境保存 (ex situ conservation)，后者 包括移地保存(种质圃或植物园保存)、种质库(种子)保存、离体 (试管)保存等。原生境保存和移地保存固然有其明显的重要性， 但要保存大量种质，则需耗费巨大的人力、物力和土地，在实际 上很难实施，而且易受自然灾害、虫害和病害的侵袭，造成植物 种质资源的丧失。这两种方式保存的种质也不利于种质资源的交 流。而种子保存又存在以下限制因素：①种子生活力随贮存期的 延长会逐渐丧失；②无性繁殖的植物(如香蕉)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(如许多果树)，用 种子繁殖后代会发生变异；④顽拗型种子 （根据干燥对种子生命力的 影响可将热带种子分为两大类：即顽拗型种子与正统型种子。顽拗型 种子不能进行干燥处理，在 日常温、湿度条件下干燥也会很快丧失生 命力，其种子的含水量通常不能降低到 12％以下，否则种子将死亡。 这类种子也不能在低温下贮藏。生长在热带的藤黄科、山榄科、龙脑 精品文档 精品文档 香科、番荔枝科、无患子科、马钱科等植物都是这类种子）植物不宜 用种子保存或保存难度很大；⑤易遭自然灾害袭击而丢失。 基于上述原因，从 20 世纪 60 年代开始，人们利用细胞和组织培 养再生植株的技术，进行了离体保存种质的研究。种质资源的离体保 存 (germplasm conservation in vitro)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。 在超低温保存中，也经常直接采用植物茎尖或分生组织、胚、花粉等 材料作为保存材料。离体种质保存有以下优点：①所占空间少，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。当然，离体种质保存也有一些值得注意的不足之处：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。70 年代 以来，人们把冷冻生物学 (cryobiology)和植物离体微繁结合起来，发展了离体种质资源冷冻 保 存 (freezing conservation in vitro) 或 超 低 温 保 存 (cryopreservation)的技术。随着离体种质保存技术的不断发展和完 善，已经或正在建立离体种质保存库。 2 植物种质资源离体保存的方法 2.1 限制生长保存 限制生长保存利用限制离体培养物的生长速度来保存种质的方 精品文档 精品文档 法，是离体种质保存的一种常用策略。限制离体培养物生长速度的方 法很多，如低温、提高渗透压、加生长延缓剂 (或抑制剂)、干燥、降 低氧分压、矿物油覆盖等。这些方法的基本原理类似，即严格控制某 种或某几种培养条件，限制培养物(保存材料)的生长，只允许其以极 慢的速度生长。这样，转移继代的间隔时间可延长。但应用这些方法 时必须注意：①为了降低培养基水分的蒸发速度，要注意贮存容器的 类型和密闭方式。②有较大的变异可能性，必须定期对保存材料进行 细胞学、遗传学和生产性状的鉴定。 2.1.1 低温保存法 低温保存 (low temperature conservation)是限制生长应用最广 的方法。一般是在 l～9℃(一些热带、亚热带植物在 10～20℃)下培 养，并经常同时提高培养基的渗透压。在这种条件下，培养物的生长 受到限制，继代培养时间间隔数个月至 1 年以上。这对中、短期种质 的贮存是非常合适的。一旦要利用这些种质，只要把培养物转移到常 温 (正常)下培养，即可迅速恢复生长。 2.1.2 高渗透压保存法 高渗透压保存法就是通过提高培养基的渗透压，达到抑制培养物 生长速度的