식물 극저온 보존

Plant cryopreservation

식물 극저온보존은 씨앗, 꽃가루, 사격팁, 휴면봉 등 식물성 물질을 액체 질소에 무기한 저장할 수 있도록 하는 유전자원 보존 전략이다.[1]해동 후에는 이러한 유전자원들을 식물로 재생시켜 현장에서 활용할 수 있다.이러한 극저온 보존 보존 전략은 모든 식물에 사용할 수 있지만, 1) 고집스러운 씨앗이 있는 작물(예: 아보카도,[2] 코코넛[3] 2) 재배된 바나나 및 식물과[4] 같은 씨 없는 작물 또는 3) 카사바, 고구마 등 집단적으로 전파되는 작물(cassava, 고구마)의 특정 상황에서만 사용되는 경우가 많다.[5]

역사

식물 극저온 보존의 역사는 1965년 히라이가 생물 검체가 동결되었을 때 일어난 생물 활동을 연구하고 있을 때 시작되었다.[1]3년 후, 처음으로 극저온 세포 보존에 성공한 시도가 있었다.[1]그 후 몇 년 동안, 냉동 보존을 위한 새로운 방법들이 개발되었는데, 이는 직접적인 몰입, 느린 냉동, 유리화뿐만 아니라 점점 더 많은 식물 종과 식물 조직에 적용되었다.

방법들

  • 직접 몰입.이것은 액체 질소에 직접 또는 건조 후에 식물 물질이 스며드는 것이다.이것은 이미 수분 함량이 낮거나 꽃가루가 많은 (정통)씨로 하는 경우가 많다.[6]이 방법은 수분을 많이 함유하거나 탈수에 민감한 조직에는 사용할 수 없다.
  • 천천히 얼려.이 방법은 동결 탈수 메커니즘에 의존하여 세포에서 물을 끌어내어 세포 내 얼음 형성을 방지한다.[7]
  • 유리화.초고속으로 얼고 삼투성 탈수증을 사용함으로써 세포에 존재하는 물은 결정체를 형성할 수 없으며 유리처럼 생기거나 유리화된 용액의 일부가 될 것이다.[8]이 방법은 드롭레 유리화, 캡슐화 탈수증, 판 유리화 등과 같은 다양한 변종에서 추가로 분할될 수 있다.

장애물과 한계

일반적으로 극저온 보존과 관련된 도전과는 별도로, 식물 세균의 저장을 위한 극저온 보존 프로토콜을 개발할 때 중요한 장애물은 한 종 내의 식물들이 극저온 보존에 다른 내성을 가질 수 있다는 것이다.[8][5]이러한 차이는 종 내 여러 품종의 가뭄 저항과 관련이 있는 것으로 보인다.[8][9]극저온 보존 시 구조와 구성 모두 중요한 역할을 하기 때문에, 식물 자체 내에서도 사용되는 조직에 따라 눈에 띄는 차이가 있을 수 있다.[5][10]

발전소 극저온 보존에 의존하는 조직

참조

  1. ^ a b c Reed BM (2017-08-01). "Plant cryopreservation: a continuing requirement for food and ecosystem security". In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant. 53 (4): 285–288. doi:10.1007/s11627-017-9851-4. ISSN 1475-2689. S2CID 32177737.
  2. ^ O'Brien C, Hiti-Bandaralage JC, Folgado R, Lahmeyer S, Hayward A, Mitter N (2020). "Developing a cryopreservation protocol for avocado ( Persea americana Mill.) apical shoot tips using different antioxidants". Acta Horticulturae (1285): 15–22. doi:10.17660/ActaHortic.2020.1285.3. ISSN 0567-7572.
  3. ^ Sopade PA, Samosir YM, Rival A, Adkins SW (December 2010). "Dehydration improves cryopreservation of coconut (Cocos nucifera L.)". Cryobiology. 61 (3): 289–96. doi:10.1016/j.cryobiol.2010.09.007. PMID 20959171.
  4. ^ Panis B, Swennen R (1995). "Cryopreservation of Germplasm of Banana and Plantain (Musa Species)". Cryopreservation of Plant Germplasm I. Biotechnology in Agriculture and Forestry. Vol. 32. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. pp. 381–397. doi:10.1007/978-3-662-03096-7_27. ISBN 978-3-642-08184-2.
  5. ^ a b c Wilms H, Fanega Sleziak N, Van der Auweraer M, Brands M, Verleije M, Hardeman D, et al. (7 September 2020). "Development of a fast and user-friendly cryopreservation protocol for sweet potato genetic resources". Scientific Reports. 10 (1): 14674. doi:10.1038/s41598-020-70869-3. PMC 7477159. PMID 32895398.
  6. ^ da Silva RL, de Souza EH, de Jesus Vieira L, Pelacani CR, Souza FV (2017-05-17). "Cryopreservation of pollen of wild pineapple accessions". Scientia Horticulturae. 219: 326–334. doi:10.1016/j.scienta.2017.03.022. ISSN 0304-4238.
  7. ^ Kartha KK (1982). In vitro growth responses and plant regeneration from cryopreserved meristems of cassava (Manihot esculenta Crantz)*). Casilla de Correos 209, Corrientes (3400) Argentina.: Facultad de Ciencias Agrarias, Instituto de Botanica del Nordeste. OCLC 709654438.{{cite book}}: CS1 maint : 위치(링크)
  8. ^ a b c Panis B, Piette B, Swennen R (2005-01-01). "Droplet vitrification of apical meristems: a cryopreservation protocol applicable to all Musaceae". Plant Science. 168 (1): 45–55. doi:10.1016/j.plantsci.2004.07.022. ISSN 0168-9452.
  9. ^ Escobar RH, Mafla G, Roca WM (April 1997). "A methodology for recovering cassava plants from shoot tips maintained in liquid nitrogen". Plant Cell Reports. 16 (7): 474–478. doi:10.1007/s002990050263. PMID 30727635.
  10. ^ Hu, Chun (2015), Liu, Yanze; Wang, Zhimin; Zhang, Junzeng (eds.), "Chrysanthemum morifolium Ramat 菊花 (Juhua, Florists Chrysanthemum)", Dietary Chinese Herbs: Chemistry, Pharmacology and Clinical Evidence, Vienna: Springer, pp. 681–691, doi:10.1007/978-3-211-99448-1_77, ISBN 978-3-211-99448-1, retrieved 2020-11-03