包埋—脱水法常温和低温保存绿色巴夫藻

论文摘要

植物种质资源是人类赖以生存和发展的物质基础,也是农业可持续发展的物质基础。长期以来,由于对植物种质资源及多样性保持缺乏足够的重视,使种质资源面临危机[1]。植物种质资源的保存研究对于生物多样性保护和植物生物技术均具有十分重要的意义[2]。利用微繁及限制生长等组织培养技术保存植物种质,其最大优点是所需设备与实验室常规组织培养无异,在培养基、培养环境氧气含量、培养温度或材料含水量上稍作改变,就能明显地延长继代周期;利用超低温冰冻技术为长期稳定地保存植物种质资源提供了有效的方法,但由于多种原因目前大多是基于方法的研究,离实际应用还有一段距离[3]。目前有多种保存微藻的方法,每种方法都有各自的优点。继代保存简单易行,在生产和科研实践中仍受到青睐;固定化保存使藻细胞生长速度缓慢,可用于次生代谢物质生产和污水处理;超低温保存具有保持种质遗传稳定性,对藻种进行优胜劣汰,便于长期保存,能最大限度地减少污染等优点[4]。包埋脱水法常温和低温保存是将固定化技术与干燥法结合,与常规的继代保存相比,它的保存时间更为长久;与超低温保存相比,它不需要较为复杂的操作技术和贵重的保存设备,成本低廉,而且可以保存大量藻种,是一种有发展潜力的中期保存技术。本文以绿色巴夫藻（Pavlova viridis）为实验材料,用包埋-脱水法进行常温和低温保存。选择静止初期的藻细胞包埋在含有30‰氯化钠的3%的褐藻酸钙胶球中,细胞负载约5000万个细胞/胶球,将胶球用硅胶吸湿法脱水至不同含水量后,在常温和低温处进行保存。本文探讨了保存温度、光（暗）和胶球含水量等因素对保存效果的影响。结果如下:1.在20℃暗下,保存18个月后的最高存活率为7.1%;在20℃光下,保存6个月后的最高存活率为8.8%。2.在4℃暗下,保存18个月后的最高存活率为54.1%;在4℃自然光照下,保存6个月后的最高存活率为69.0%。3.在-30℃下,保存12个月后的最高存活率为6.3%;经过10%甘油处理后保存在-30℃下,12个月后的最高存活率为59.7%。4.本文分别用保存6个月和18个月的藻细胞接种,测定其生长曲线和生长速率。保存6个月后,在第10天达到最高细胞密度,平均生长速率由保存前的0.221降低到0.168,经过2个周期的恢复培养平均生长速率达到0.211。保存18个月后,在第12天达到最高细胞密度,平均生长速率为0.138,经过2个周期的恢复培养平均生长速率为0.193。说明经过保存后,藻细胞可正常进行生长繁殖。与其它方法相比,采用包埋-脱水法常温和低温保存绿色巴夫藻,操作简单,无需贵重设备,在藻类种质中期保存中有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 植物和微藻种质保存技术综述
• 1.1 植物种质保存技术概述
• 1.1.1 植物种质保存的重要性
• 1.1.2 植物种质资源的类别
• 1.1.2.1 本地品种资源
• 1.1.2.2 外地品种资源
• 1.1.2.3 野生植物种质资源
• 1.1.2.4 人工创造的种质资源
• 1.1.3 植物种质离体保存技术
• 1.1.3.1 组织培养保存法
• 1.1.3.1.1 常温继代保存法
• 1.1.3.1.2 缓慢生长保存法
• 1.1.3.1.2.1 降低培养温度
• 1.1.3.1.2.2 调整培养基营养成分水平
• 1.1.3.1.2.3 添加化学物质
• 1.1.3.1.2.4 降低培养环境中氧含量
• 1.1.3.1.2.5 干燥保存
• 1.1.3.2 超低温保存
• 1.1.3.2.1 快速冷冻法（一步冷冻法）
• 1.1.3.2.2 控速降温冷冻法（两步冷冻法）
• 1.1.3.2.3 包埋脱水法
• 1.1.3.2.4 玻璃化法
• 1.1.3.2.5 包埋玻璃化法
• 1.2 微藻保存技术概述
• 1.2.1 微藻保存的目的和意义
• 1.2.2 微藻保存方法
• 1.2.2.1 常温和低温保存
• 1.2.2.1.1 继代保存
• 1.2.2.1.2 浓缩液保存
• 1.2.2.1.3 细胞固定化技术—包埋法
• 1.2.2.1.3.1 细胞固定化技术概述
• 1.2.2.1.3.2 褐藻胶包埋法
• 1.2.2.1.3.3 保存条件
• 1.2.2.1.3.4 保存后生理指标的测定
• 1.2.2.1.3.4.1 脱固定化
• 1.2.2.1.3.4.2 叶绿素a 含量的测定
• 1.2.2.1.3.4.3 细胞覆盖物和淀粉核
• 1.2.2.1.3.4.4 光合作用、呼吸作用和超显微结构
• 1.2.2.1.3.5 包埋后对藻细胞生长的影响因素
• 2+的影响'>1.2.2.1.3.5.1 Ca²⁺的影响
• 1.2.2.1.3.5.2 褐藻酸钠的浓度
• 1.2.2.1.3.5.3 胶球密度
• 1.2.2.1.3.5.4 接种量（细胞密度）
• 1.2.2.1.3.5.5 藻年龄
• 1.2.2.1.3.5.6 胶球直径
• 1.2.2.1.4 干燥法
• 1.2.2.1.4.1 干燥损伤
• 1.2.2.1.4.2 抗干旱机理
• 1.2.2.1.4.2.1 糖类
• 1.2.2.1.4.2.2 抗氧化酶系统
• 1.2.2.1.4.3 干燥保存
• 1.2.2.1.5 包埋法与干燥法结合
• 1.2.2.1.5.1 保存温度
• 1.2.2.1.5.2 最佳含水量和干燥方法
• 1.2.2.1.5.3 抗冻保护剂
• 1.2.2.1.5.4 优点及应用前景
• 1.2.2.2 超低温保存
• 第2章 包埋脱水法常温和低温保存绿色巴夫藻的研究
• 前言
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料来源及培养
• 2.1.2 重要试剂及配制
• 2.1.3 重要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 包埋和脱水
• 2.2.1.1 包埋
• 2.2.2 甘油处理
• 2.2.3 保存
• 2.2.4 恢复、再培养和存活率的测定
• 2.2.4.1 保存后的恢复和培养
• 2.2.4.2 存活率的测定
• 2.2.5 生长曲线和生长速率
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 20℃（暗）下保存
• 2.3.2 20℃（光）下保存
• 2.3.3 4℃（暗）下保存
• 2.3.4 4℃（光）下保存
• 2.3.5 -30℃（暗）下保存
• 2.3.6 -30℃（暗10%甘油）下保存
• 2.3.7 保存前后的生长曲线和生长速率
• 2.4 讨论
• 2.5 结论
• 参考文献
• 致谢