低温贮藏种子玻璃态的生与死研究, 蕨类植物孢子和花粉:优化迁地保存的基础研究

丹妮·巴列斯特罗斯,克里斯蒂娜·沃尔特斯,休·W. 普里查德

皇家植物园邱园, 惠康信托千禧大厦, 联合王国, 美国农业部.、美国

通常是各种各样的植物繁殖体(如.g., 种子, 花粉和蕨类孢子)可以在零度以下干燥(或部分干燥)的温度下保存很长一段时间. 在这种条件下,这些繁殖体的细胞质凝固并形成玻璃, 致命的水冻结不会发生, 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贮藏期间退化并最终死亡, 包括液氮温度下(i.e. < -150°C). 病情恶化的速度各不相同, 取决于物种和基因型, 并且经常受到繁殖体细胞干燥结构的影响. 在低温保存材料的玻璃状态下探索生命和死亡是一个挑战, 是什么使得了解干旱植物繁殖体的老化机制变得困难. 然而, 断层摄影的新技术, 显微技术和生物物理学已经从结构的角度对植物低温保存的干繁殖体的寿命进行了研究. 这些工具中重要的是:差示扫描量热法, 动态力学分析, 微机断层扫描, 低温扫描电子显微镜. 它们为研究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零度以下暴露和储存. 了解这些变质机制将有助于制定优化的储存方案,最大限度地实现植物种质的异地保存.