超低温保存种子玻璃态的生死探讨, 蕨类植物孢子和花粉:优化迁地保存的基础研究

达尼·巴莱斯特罗斯,克里斯蒂娜·沃尔特斯,休·W. 普里查德

英国皇家植物园, 惠康信托千年大厦, 联合王国, 美国农业部.、美国

通常是各种各样的植物繁殖体.g., 种子, 花粉和蕨类植物孢子)可以在零度以下的温度下干燥(或部分干燥)保存很长一段时间. 在这样的条件下,这些繁殖体的细胞质凝固并形成玻璃, 不会发生致命的水冻结, 代谢反应被抑制. 然而, 干燥(或部分干燥)的植物繁殖体在零度以下的贮藏过程中退化并最终死亡, 包括液氮温度(i.e. < -150°C). 恶化的速度各不相同, 取决于物种和基因型, 并且常常受到繁殖体细胞干燥结构的影响. 探索低温保存材料在玻璃态下的生死是一项挑战, 这使得理解干燥植物繁殖体衰老机制变得困难. 然而, 层析成像新技术, 显微技术和生物物理学已被用于研究低温保存干燥植物繁殖体的寿命从结构的角度. 这些工具中最重要的是:差示扫描量热法, 动态力学分析, 微机断层扫描, 和冷冻扫描电子显微镜. 它们为种子的变质机制提供了有趣的线索, 蕨类植物的孢子和花粉在干燥和低温下暴露和贮藏. 了解这些变质机制将有助于制定优化的贮藏方案,最大限度地提高植物种质的迁地保存.