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华北落叶松胚性组织超低温保存技术研究

陈晓艺 江帅菲 代剑峰 袁德水 LishengKong 张金凤 赵健

陈晓艺, 江帅菲, 代剑峰, 袁德水, LishengKong, 张金凤, 赵健. 华北落叶松胚性组织超低温保存技术研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(10): 47-53. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200251
引用本文: 陈晓艺, 江帅菲, 代剑峰, 袁德水, LishengKong, 张金凤, 赵健. 华北落叶松胚性组织超低温保存技术研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(10): 47-53. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200251
Chen Xiaoyi, Jiang Shuaifei, Dai Jianfeng, Yuan Deshui, Lisheng Kong, Zhang Jinfeng, Zhao Jian. Cryopreservation of embryogenic callus for Larix gmelinii var. principis-rupprechtii[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(10): 47-53. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200251
Citation: Chen Xiaoyi, Jiang Shuaifei, Dai Jianfeng, Yuan Deshui, Lisheng Kong, Zhang Jinfeng, Zhao Jian. Cryopreservation of embryogenic callus for Larix gmelinii var. principis-rupprechtii[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(10): 47-53. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200251

华北落叶松胚性组织超低温保存技术研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200251
基金项目: 国家重点研发计划项目(2017YFD0600404-1),现代种业科技专项(20326333D),国家自然科学基金青年科学基金项目(31901289),中央高校基本科研业务费专项(BLX2015-14)
详细信息
    作者简介:

    陈晓艺。主要研究方向:林木体细胞胚胎发生及其分子调控机制。Email:cxy919@bjfu.edu.cn 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学118信箱

    责任作者:

    张金凤,教授,博士生导师。主要研究方向:树木体细胞胚胎发生与倍性育种。Email:zjf@bjfu.edu.cn 地址:同上

    赵健,博士,讲师。主要研究方向:林木体细胞胚胎发生及其分子调控机制。Email:zhaojian0703@bjfu.edu.cn 地址:同上

  • 中图分类号: S791.22;S722.1+7

Cryopreservation of embryogenic callus for Larix gmelinii var. principis-rupprechtii

  • 摘要:   目的  超低温保存是植物优良种质长期保存的重要方法。本文为探究梯度预处理对超低温保存存活率的影响,以期有效保存华北落叶松胚性组织的发育潜能。  方法  本研究以华北落叶松胚性组织为材料,对超低温冷冻保存程序中预培养、冷冻处理方式、解冻方式和恢复培养等关键环节开展研究。预培养和冷冻保护共设计成4种处理,以不经过预培养和冷冻保护直接冷冻保存为对照,每个处理重复3次。  结果  结果表明:处理组合1、2、3之间虽无显著差异,但结合冷冻保护剂二甲基亚砜( DMSO)对细胞具有一定毒害作用,高浓度的DMSO会影响后续胚性组织的恢复甚至造成细胞死亡,因此选出效果较好的超低温保存方法为: 0.2、0.4 mol/L山梨醇液体梯度预处理与0.4 mol/L山梨醇 + 5%DMSO为冷冻保护剂进行冷冻保护,最佳解冻方式为37 ℃水浴,解冻后的胚性愈伤组织细胞活性最高达78%;超低温保存后的胚性组织与正常增殖的胚性组织在外观及显微结构上无明显差异,且低温保存后的愈伤组织仍保持分化形成体细胞胚的能力。  结论  研究结果为华北落叶松乃至其他针叶树胚性组织的超低温保存提供了参考。

     

  • 图  1  不同解冻方式对细胞存活率的影响

    不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下同。Different lowercase letters indicate significant difference (P < 0.05). The same below.

    Figure  1.  Effects of different melting methods on cell survival rates

    图  2  华北落叶松胚性愈伤组织超低温保存后的恢复生长

    A. 0 d;B. 7 d;C. 14 d;D. 28 d

    Figure  2.  Regrowth after cryopreservation of embryogenic callus of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii

    图  3  不同液氮保存时间条件下胚性愈伤组织的恢复生长率

    Figure  3.  Recovery growth rate of embryogenic callus under different storage time in liquid nitrogen

    图  4  华北落叶松胚性愈伤组织的成熟培养

    Figure  4.  Mature culture of embryogenic callus of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii

    表  1  华北落叶松胚性细胞系超低温保存处理方式

    Table  1.   Treatments for cryopreservation of embryogenic lines in Larix gmelinii var. principis-rupprechtii

    处理
    Treatment
    预培养
    Preculture
    冷冻保护液
    Cryopreservant
    细胞存活率
    Survival rate of cell/%
    对照 Control 23.54 ± 1.95a
    1 0.2 mol/L山梨醇Sorbitol 24 h + 0.4 mol/L山梨醇Sorbitol 24 h 0.4 mol/L山梨醇Sorbitol + 5% DMSO 74.13 ± 4.72c
    2 0.2 mol/L山梨醇Sorbitol 24 h + 0.4 mol/L山梨醇Sorbitol 24 h 0.4 mol/L山梨醇Sorbitol + 10% DMSO 69.44 ± 3.41c
    3 0.2 mol/L蔗糖Sucrose 24 h + 0.4 mol/L蔗糖Sucrose 24 h 0.4 mol/L蔗糖Sucrose + 5% DMSO 69.67 ± 1.75c
    4 0.2 mol/L蔗糖Sucrose 24 h + 0.4 mol/L蔗糖Sucrose 24 h 0.4 mol/L蔗糖Sucrose + 10% DMSO 61.45 ± 3.06b
    注:不同小写字母表示Duncan法多重比较结果差异显著 (P < 0.05)。Note: different lowercase letters indicate significant differences in the multiple comparison results of Duncan method (P < 0.05).
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-10
  • 修回日期:  2020-12-25
  • 网络出版日期:  2021-09-28
  • 刊出日期:  2021-10-30

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