植物细胞组织保存法的原理

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279页（2247字）

对于长时间的保存，生命物质必须处于恒定状态，若化学组成或物质结构有变化，都将导致细胞的死亡或变异的积累，只能允许有可逆的过程存在。

细胞中的生化反应需要以水作为基质，否则一切过程均将停止。通过将液态水，包括“自由水”和“束缚水”转变成固态，或气态，或者用其它物质代替基质水，即可把细胞中的水分除去。由此看来，愈伤组织的保存有着几种不同的原理。

(一)将水转变成固态

水的结冰温度有一个很大的范围，纯水在0℃下结冰，而细胞内的水由于含有无机盐或有机分子使冰点下降，要在很低的温度下才会结冰。据报道，细胞内液态水结冰的最低温度是-68℃。这表明含水细胞或组织的贮藏温度必须低于-70℃。在结冰过程和贮藏间所形成的水晶类型决定了组织的生活力。

(二)将水转变成气态

液态水转化成气态引起脱水，在多数情况下将导致机体死亡。但在某些特殊的有适应性的机体或组织中，脱水可自然发生。脱水的谷物种子能存活100多年。葡萄的分蘖芽能以脱水来抵抗冬天的冷冻破坏。同样，动物如线虫也能自然脱水而并不死去。哺乳动物细胞的人工干燥也已获得成功，把精子内的残余水降至6%，在零上温度下保存两天后，精子仍有活性。

(三)水的置换

有时水能被细胞内的许多有机溶剂所置换，对这种保存方法的生化过程了解较少。Iwanami(1972)成功地用19种不同的有机溶剂保存了山茶花粉(表13-1)。

表13-1 lwanami(1972b)使用的花粉保护剂

以上三种原理构成了低温保存法的基础，物质结构可发生可逆变化，但携带着遗传信息的生化结构，在变化过程中却是稳定的。

除了这些原理外，用缓慢生长法也是可行的。这种方法使生命物质尽可能保持生长活性较低的状态。细胞内的水虽处于液体状态，但所有的生化过程均被延缓，这种现象在自然界中发生在休眠的鳞茎和芽内。

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