超低温保存的原理是什么?
超
低温保存
时,降温冷冻和
化冻
过程很易引起
植物材料
的伤害。
在降温冷冻过程中,
植物组织
或细胞遭受冻害主要有两个方面的原因,即细胞内部结冰和细胞内溶质的浓缩。由于
细胞质
很初是高
渗透压
的,故而一般先使细胞外结冰,使得细胞膜内外的渗透压梯度发生反转,即发生细胞失水并逐渐变为脱水状态,导致细胞的溶质也相应地发生浓缩。当细胞收缩超过
临界值
时,会造成细胞的损伤。一般说来,慢速降温可使细胞内的水不断流到细胞外结冰,而快速降温时,细胞内的水来不及流到细胞外而造成胞内结冰。
因此,在降温冷冻过程中必须创造一个适宜的条件,使植物材料发生保护性脱水。冬季的植物材料,由于经过抗寒锻炼已经发生了保护性脱水及其他提高抗寒力的变化,所以采用冬季植物材料超低温保存容易获得成功。采用一些“冷冻
保护剂
”或称“
防冻剂
”可明显地增强
生物组织
的抗
冷和
耐冷能力,目前实践中往往采用如二四基
亚砜
、
聚乙二醇
(PEG)、甘油及多种糖类等多种防冻剂配合使用以提高效果。在化冻时要防止细胞内次生结冰,因此,多数情况下采用快速化冻方法,即在3440
摄氏度
温水中化冻。
植物的超低温保存有哪些作用?
超低温(ultra-low:temperature)通常指低于-80摄氏度的低温。
超低温保存一般是-196摄氏度(液氮)的超低温下使保存的活细胞的物质代谢和生长活动几乎完全停止。这种方法不仅能够保持生物材料的遗传稳定性,而且也不会丧失其形态发生的潜能,有利于保存和抢救物种,尽可能避免组织、细胞继代培养及自然界中积累性突变等的发生,正成为长期稳定地保存植物种质资源及珍贵实验材料的一个重要方法。近半个世纪以来,超低温保存技术发展很快,尤其在医学和畜牧业中,利用超低温冷冻技术成功保存了动物和人的各种细胞和器官。相对于动物细胞而言,植物细胞体积大、液泡化程度高,对冷冻极敏感,因此植物细胞超低温保存技术难度大。
关于植物材料超低温保存的首次报道是将胡萝卜悬浮培养细胞保存在液氮中,解冻后观察其细胞生长(Nag和Treet,1973)。迄今为止,用超低温保存成功的植物已超过100种。所研究过的植物材料有种子、芽及茎尖分生组织、原生质体。超低温保存植物技术,包括材料选择、预处理、冷冻及保存、融化、后处理、活力评价、再生等,有的已较为成熟,并在许多植物种质中得到应用。超低温保存早期大多采用冻结化保存技术,主要有快速冷冻和慢速冷冻两种方法,现在新发展的有玻璃化法、干燥冷冻法、包埋脱水法等新方法。
植物种子成熟后要低温储存,其中激素含量的变化是什么
植物种子成熟后低温储存----是什么样的低温?种子含水量和储存环境的湿度如何?低温储存的目的的是什么?是为了延长种子的寿命,还是为了使种子脱出休眠而萌发?
种子的什么活动降到很低,种子的储存寿命就越长。如果目的的为了延长种子的寿命,那么应当是将干种子在干燥的环境中储存在很低的温度下(甚至零下196度的液氮中),使种子的什么活动降到很低。在生命活动很低的情况下,种子的各种代谢产物,包括激素含量,都没有大的变化,而且变化越小,储存寿命也越长。
如果目的是使种子脱出休眠而促进萌发,那么低温储存应是在2-7度的湿润环境中进行,即所谓“层积”,种子层积过程中脱落酸含量逐渐减少,赤霉素、细胞分裂素和生长素含量逐渐增加。
关于植物激素低温保存
植物激素一般是有机物,结构很容易发生变化,失去效用
很好放低温下,相应的激素放在相应的低温下,有的还要避光
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