教学目的： 了解植物种质离体保存的类型与特点，及其基本操作技术 ...

教学目的： 了解植物种质离体保存的类型与特点，及其基本操作技术 ... 教学目的: 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。 职业技能教学点: 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。 教学时间: 2学时 教学重点: 低温保存和超低温保存，人工种子制备。 教学难点: 玻璃化保存，人工种子包被。 教学内容: 第一节 种质资源保存 一、植物种质资源低温保存意义 防止资源灭绝、节约人力物力、便于交流 二、超低温保存的概念 ,80?以下的低温称为超低温，干冰温度(,70?)称为极低温，低温则从4?往下推(李广武等，1998)。对植物而言，低温常常是指那些比常温稍低一些的温度。如果低温超过细胞原生质所能忍受的临界温度，就会致使植物细胞遭受冻害而死亡。 目前常用的超低温保存方法可分为两类，即冷冻诱导保护性脱水的超低温保存和玻璃化处理的超低温保存。 细胞超低温保存有三个重要操作步骤:一是细胞预冻;二是细胞在,196?下长期贮存;三是细胞解冻。 三、超低温保存的方法 超低温保存植物种质资源的程序包括培养的准备、预处理、冰冻及保存、 化冻处理、细胞活力和变异的评价、植株再生等几个步聚。 (一)传统的降温冰冻方法 1(快速冰冻法 2(慢速冰冻法 3(两步法 4(逐级冰冻法 (二)玻璃化保存方法 玻璃化是指液体转变为非晶体(玻璃态)的固化过程。 使溶液玻璃化有两条途径:一是大幅度提高冷却速率;二是增加溶液浓度。 1(玻璃化法 将生物材料经极高浓度的玻璃化溶液快速脱水后，直接投入液氮，使生物材料连同玻璃化溶液发生玻璃化转变，进入玻璃态。此间水分子没有发生重排，不形成冰晶，也不产生结构和体积的改变，因而不会对材料造成伤害。保存终止后，复温时要快速化冻，防止去玻璃化的发生。材料能安全度过冷却和化冻两个关口，就可保证冻存的成功。 2(包埋玻璃化法 包埋玻璃化法是包埋,脱水法和玻璃化法的结合。 保存材料先用藻酸钙包埋，然后经蔗糖浓度梯度脱水和玻璃化溶液处理后直接浸入液氮保存，其材料存活率比用包埋—脱水法要高，可能是藻酸钙包埋后减轻了玻璃化溶液的毒性。 四、其它超低温冻存方法 1(干燥法 2(预培养法 3(预培养-干燥法 4(包埋脱水法 五、化冻方法 液泡小、含水量少的细胞，可快速化冻。液泡大、含水量高的细胞则采用慢速化冻法。生长季节中的材料， 37,40?温水浴中快速化冻。木本植物的冬芽，必须在0?低温下进行慢速化冻。玻璃化冻存的材料要求快速化冻，以防止由于 次生结冰对组织细胞造成的伤害。 第二节 人工种子 人工种子又称合成种子或体细胞种子。任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称之为人工种子。 一、分类: 1、裸露的或休眠的繁殖体，如可以适当干燥的体细胞胚、休眠的微鳞茎和微块茎等，它们在不加包被的情况下也具有较高的成株率; 2、人工种皮包被的繁殖体，一些体细胞胚、原球茎等虽不能过度干燥，但只需人工种皮包被即可维持良好的发芽状态，如胡萝卜体细胞胚; 3、水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体，大多数体细胞胚、不定芽、茎尖等均需先包埋在半液态凝胶中，再经人工种皮包裹才能避免失水，来维持良好的发芽能力。 二、人工种子优点 1、有可能建立一种高效快速的无性繁殖方法，它既能保持原有品种的种性，又可以使之具有实生苗的复壮效应;2、可对优异杂种种子不通过有性制种而快速获得大量种子，特别对于那些制种困难的植物更有重要实用意义; 3、不能正常产生种子的特殊植物材料如三倍体、非整倍体等，可通过人工种子短期内加大繁殖应用; 4、可以节省制种用地，且不受季节限制，可以实现工厂化生产，还避免了种子携带病原菌的危险; 5、可以避免移栽困难，且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运输。 三、人工种子生产方法 (一)繁殖体的生产 1(体细胞胚生产 2(微型营养变态器官培养 3(芽培养 (二)人工种子包被 1、繁殖体的预处理 体细胞胚适度脱水干燥和强制休眠;微型变态器官繁殖体面消毒处理;芽为繁殖体的老化处理。 2、繁殖体的包埋 海藻酸钠溶液中加入繁殖体混匀—逐滴滴入2.0%,2.5% CaCl2溶液中—20,30 min的离子交换作用—形成含繁殖体并有一定刚性的小球珠—水漂洗20 min。—得到人工种子(胶囊状) (三)人工种皮的研制 理想的人工种皮应该是: 1、具有一定的封闭性以保证人工胚乳的各种成分不易流失;2、有良好透气性，保证繁殖体维持生理活性的需要; 3、有一定的坚硬度，加强人工种子的耐储运性和适于机械化操作; 4、无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽。 四、人工种子应用前景: 首先，人工种子可以贮藏，因而可以周年生产，避免了试管苗应用中由于季节性生产而带来的诸多矛盾。 其次，人工种子可以直接播种，减少了试管苗移栽在操作和管理上的困难，可以实现机械化操作和常规的田间管理。 其三，由于可以长距离运输，因此，人工种子可以建立相对集中的大型生产企业，实现资源和技术优化。 思考: 1、低温保存与超低温保存有何异同, 2、根据低温保存原理，设计一种植物保存。 3、简述人工种子的生产方法。