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第十章 种 质 资 源 的 保 存 人 工 种 子 超 低 温 保 存 植物种质保存 传统方法：种子 便于包装运输，但贮存长活力下降 营养器官 块茎、枝条 不能长期保存 苗圃 人工管理（珍稀植物） 现代方法：人工种子 超低温 第一节 人工种子 概念 人工种子的制备 人工种子的应用 一、人工种子的概念 1. 概念：人工种子又称合成种子或体细胞种子，指用适当的方法包埋组织培养形成的繁殖体如芽、愈伤、胚状体等形成的可代替天然种子的种质材料。 2. 人工种子概念的提出及发展： 1978年 Murashiige 第四届国际植物组织培养、细胞培养大会上提出。认为组织培养中产生的体细胞胚包被种皮后具有自然界种子一样的功能，可用于田间播种，得到众多科学家的认同。 1981年，科学家制备了芹菜、莴苣的体细胞胚人工种子。 随后，对不易诱导体细胞胚的物种进行了微器官人工种子尝试。例：桑树腋芽、兰花原球茎、百合小鳞茎等。 一、人工种子的概念 广义概念：只要能发育成完整植株的繁殖体都是人工种子。 3. 人工种子的结构：两个部分组成即繁殖体和人工种皮。 繁殖体：体细胞胚（易形成体细胞胚的材料） 微芽如茎尖、侧芽、腋芽、不定芽 （不易形成体细胞胚 变态器官如块茎、球茎、鳞茎 的材料） 包被情况：无包被 如球茎、鳞茎 人工种皮 如胡萝卜的体细胞胚 凝胶包埋后包被人工种皮 如不定芽、茎尖 二、人工种子的制备 繁殖体的制备 人工种皮的制备 包埋 1. 繁殖体的制备 （1）体细胞胚和不定芽：组织培养获得。作为人工种子的要求更严格，要求出芽率高且苗的状态一致。 遗传稳定性：甘薯 组培中体细胞胚的完整性不同，有5种类型，具 完整结构的体胚才能成苗。 发育同步性：胡萝卜 1.5mm以上的为成熟胚；1.0mm的为近成熟胚；0.5mm以下非成熟胚，发芽率依次下降。 在体胚形成过程中，常结合细胞同步技术，在胚性愈伤形成后开始应用。 1. 繁殖体的制备 （2）营养变态器官 组培中由外植体诱导营养变态器官的培养条件如下： 光照：光周期与花诱导光周期相反，光强较愈伤诱导弱。 温度：与组织培养不同。如马铃薯，20℃低温形成块茎，24℃ 组织培养过程。 蔗糖：较组织培养高，一般5%~8%。 2. 人工种皮的制备 早期：在繁殖体外面包被一层介质，常用的有 海藻酸盐：半固态，容易粘连、失水干燥 壳多糖、树脂：固态，硬度好透气性差 现在：二种介质（两层包被） 内层：包被介质，多为加有营养成分的海藻酸盐，相当于人工胚乳 外层：人工种皮，硅胶、壳多糖、树脂等。 2. 人工种皮的制备 海藻酸盐：2%~4%常温下为液态，加入Ca2+即凝固成固态或半固态。 营养成分（人工胚乳）：MS培养基 + 1.5%马铃薯淀粉水解物。 海藻酸盐的配制溶剂为人工胚乳溶液。 3. 包埋 繁殖体的预处理：消毒处理、休眠处理（9%蔗糖、ABA）、适度脱水处理（微芽不能脱水处理） 包埋：加有适量杀菌剂的包被液 加入一定比例的繁殖体 逐滴加入2.0%~2.5%的CaCl2溶液 30min后形成小球珠 水漂洗20min 置壳多糖溶液或SiO2粉末中 三、人工种子的应用 1. 应用： 长期贮藏种质。 便于交流：体积小，可长距离运输。 2. 局限性： 繁殖体的制备（有些物种不易形成体细胞胚，种质的筛选遗传性和发育同步性） 第二节 种质资源的超低温保存 概况 超低温保存方法 植株的再生 一、概 况 1. 低温保存温度的界定 低温 ：4℃以下 极低温： -70℃（干冰温度）以下 超低温：-80℃以下。超低温冰箱、液氮（-196℃）、 液氮蒸汽（-140℃）。 2. 超低温技术的发展 1949年 Polge 发现甘油可促使精子免受冻害（微生物保存） 后来广泛应用于动植物组织、器官的保存，现成功保存的植物材料达百余种。 一、概 况 3. 超低温保存的理论基础（细胞冻