植物种质资源的细胞培养保存法
出处：按学科分类—生物科学 农业出版社《植物细胞培养手册》第278页（2778字）
生命物质的保存，已引起了许多科研工作者的兴趣，其中包括原核生物、植物、动物材料的保存。种质保存的目的是为了确保有用的种质能在任何时候都具有生命力。而愈伤组织的贮藏是一种特殊表型的保存，而不是某一稳定的基因型的保存。其中感兴趣的有以下几个方面：(1)用于组织培养的愈伤组织和细胞系的保存，它们已失去了形态建成能力，或至多在进行有丝分裂而不能发育成种子。在细胞系中，可能存在着某种酶有活性或已失活的状况，或在动物细胞中生产单克隆抗体。(2)在自由传粉、自交不亲和性的植物中，必须使用特殊的育种方法，如多向杂交或顶交，以形成一个具有育种价值的单一植物(即有基因加性效应的植物)，通过对后代的鉴定，可选出最好的亲本植株进行繁殖。但这只有在多年生植物中可行，一年生植物就不能延存它们的后代，而组织培养和贮藏能解决这一问题。(3)在植物营养繁殖时，要保存种质，就必须要有健壮的基本上不感染病毒的植物。使用组织培养和愈伤组织的贮藏，就可有效地保护机体免受感染，且这种健壮的克隆能保存数年。上述诸方面的前提条件是：它能安全地保存植物的细胞、愈伤组织或分生组织，且在贮藏几年后，仍能稳定地产生再生过程。
通过无性繁殖方法保存作物，已成为迫切需要。尤其对于热带作物。农业的发展，需要大量热带作物的营养繁殖。另外，由于疏忽或人为地大规模占用植物产地，每年都有许多具有或可能具有育种价值的、能作为基因库的品系在消失。作物栽培品种、亲本植物品系以及用于实验的品系(如突变种)通常需要长期保存，所有的有害野生型物种同样也需要保存。今后，可能所有的热带植物，包括热带森林植物都需要用改良的方法来保存。
组织培养法繁殖植物品系已被证明是可行的。组织培养对于植物生长和基因型保存研究要比大田繁殖优越，如对土地和人工、能源的需求量大大降低，在无菌培养中，能减少作物病虫害的侵袭。但是，组织培养体的维持还有困难，这些包括继代转接一定时间后，它会全部死亡；转接过程中，还有污染的危险，这将会不幸地引起一个品系的消失。更严重的是，在继代接种培养过程中，它会发生选择性地遗传变异。但如果能把需要的，处于生活状态植物品系的组织冷冻在很低温度下，如液氮(-196℃)条件下，那么形态建成能力的丧失以及组织培养中的其他困难将减至最小。目前比较成功的低温保存法，已经发展起来，为此提供了有利条件。
已有许多报道证明，把生长细胞冷冻起来，然后再解冻，这已能适用于许多植物，其中一些还能再生出完整植株。到目前为止，不同的组织类型，包括愈伤组织培养体、悬浮培养体、生长点、花药和花粉，其存活冷冻均获成功，甚至原生质体也能进行存活冷冻。许多实验报道，可将愈伤组织培养体冷冻在-196℃下，不加照料也能贮藏几个月或可能几百年，而其代谢及遗传特性几乎没有或完全没有变化。因此，设想建立一个具有某种遗传特性的植物细胞冷冻品系的陈列室或贮藏所，这已逐步成为可能。
通常，植物组织的冷冻，需要冷冻保护剂处理，它们有：二甲亚砜(DMSO)、甘油、糖、大分子量聚合物或者它们的混合物。这些化合物能保护植物细胞免受冷冻危害，即使在很低温度下也是如此，因此解冻后能继续生长。
目前并不了解这些低温保护剂的作用机制，但它们有稳定的效应，即使有时会引起植物细胞有一定程度的不可逆性损伤，但无碍广泛地应用。下面介绍的一种化学混合物，它能使许多种植物组织培养体成功地冷藏于-196℃下，而有害影响极少。
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