Crioprezervarea este una dintre cele mai promițătoare metode de conservare a genei de plante și animale superioare. Vă permite să depozitați organele, țesuturile și celulele într-o stare înghețată la temperatura azotului lichid (-196 ° C). Materialul stocat în aceste condiții rămâne stabil din punct de vedere genetic și nu este supus modificărilor care apar cu organismele atunci când sunt depozitate în moduri convenționale.
Dezvoltarea Cryobiology (știința acțiunii temperaturilor scăzute asupra organismelor vii) a început în anul 1900, când J. K. și Linde. Dewar obținut în cantități semnificative, aer lichid, constând din azot și hidrogen. Bacteriile păstrate în ea în viitor nu numai că au reînviat, dar și-au păstrat proprietățile.
Principalele momente critice ale crioconservării sunt formarea de gheață în interiorul și în exteriorul celulelor corpului și deshidratarea acestora (deshidratare).
Formarea gheții extracelulare și intracelulare constă în faptul că o scădere a temperaturii ambientale sub punctul de îngheț al soluției duce la supracolizarea sa, formarea gheții în jurul celulelor și apariția centrelor de cristalizare. Apa părăsește celulele și îngheață pe suprafața gheții exterioare.
Formarea gheții intracelulare de obicei dăunează celulelor și numai în cazul formării unor cristale de gheață foarte mici (sticloase) se pot dezvolta în continuare.
Celulele de plante sunt un obiect mai dificil de crioconservare decât celulele animale. Aceasta se datorează mărimii lor mai mari: mărimea celulei vegetale este de 15-1000 μm, iar mărimea celulelor animale este de 7-25 μm. În plus, celulele de plante conțin organoide speciale - un perete puternic de celuloză. Prezența unui sistem de vacuole este deosebit de complicată de deshidratare. Vacuolul central în celulele plantelor poate ocupa până la 90% din volumul total, ceea ce face dificilă deshidratarea acestora.
Tehnologia crioconservare se bazează pe modele pe care celulele (crioconservare) crioconservare intra într-o profundă stare de animație suspendată, și după o lungă ședere în acestea sunt readuse la starea normală (normal).
Principalele etape de crioconservare.
- Pre-cultivarea celulelor sau a organismelor. Aceasta ia în considerare rezistența lor la efectul compoziției mediului de cultură, precum și corespondența dintre vârsta, stadiul de creștere și numărul de celule înainte de extracție.
- Ambalarea materialului preparat în recipiente. În același timp, pentru înghețarea și depozitarea celulelor sau a organismelor preparate se utilizează o varietate de tipuri de recipiente. Ambalarea se efectuează în condiții sterile.
O metodă mai bună de stocare a bazei genetice este crioconservarea (în azot lichid), în care toate procesele metabolice sunt complet oprite. Acesta garantează conservarea stabilă a caracteristicilor genetice ale obiectelor în aproape orice perioadă. Acesta poate fi folosit pentru conservarea genotipului unei game largi de obiecte - de la protoplaste izolate la embrioni și semințe.
În prezent, metoda de congelare și depozitare este proiectată pentru nu mai mult de 60 specii de plante. Astfel, în Institutul de Fiziologie a crio-bănci Plantele RAI depozitate în azot lichid, celulele de cultură dintr-un număr de linii și mutanții diferitelor plante, inclusiv mai mult de 20 de ani cultura de morcov. Angajații acestui institut, împreună cu ISD ai agriculturii de cartofi, au dezvoltat metode pentru criozarea meristemelor multor soiuri de cartofi. În medie, 20% din meristemele depozitate plante care, atunci când aterizează într-un domeniu pe toate motivele regenerați nu diferă de la plante tub convenționale.
Cea mai simplă tehnică este crioprezervarea polenului. Polenul uscat este plasat în fiole din polietilenă și transferat direct în canistrele din vasul Dewar cu azot lichid. În 5 soiuri de polen de cartof, dezghețate după 1, 2 și 3 ani de depozitare, au avut o viabilitate ridicată, fertilitate și au fost efectiv utilizate la traversare.
Mai complicat este crioconservarea tehnologia de celule de cultura, meristeme, trage sfaturi, embrioni, cum trebuie să fie congelate pentru a proteja celulele si tesuturi de la stres osmotic și ruperii mecanice cristalelor structuri de gheață, și pentru a asigura viabilitatea la opaivanii și regenerării. Depozitarea profundă - depozitarea - dezghețarea este un efect extrem.
Tehnologia include următorii pași:
- pregătirea culturii (pre-cultivare specială);
- adăugarea unui crioprotector,
- software-ul de congelare,
- depozitarea în azot lichid,
- dezghețarea rapidă,
- îndepărtarea crisoprotectantului,
- recultivarea și regenerarea plantelor.
Crioprotectorii sunt substanțe care, atunci când sunt congelate, ar trebui să reducă deteriorarea celulelor datorită stresului osmotic și mecanic. Crioprotectorii sunt:
- dimetil sulfoxid,
- glicerină,
- polivinilpirolidonă,
- polietilen glicol,
- dextran și altele.
Pretratamentul celulelor osmotic substanțe active (manitol, sorbitol, pralină și alți aminoacizi), de asemenea, ajuta la a le proteja de stres, creșterea ratei de supraviețuire după congelare și decongelare.
Congelarea Mode la pasul cu 0 până la -40 ° C poate fi lent (0,5-1,0 ° C / min) sau ultrarapid (imersie directă în azot lichid la 0,5 mm dimensiune a obiectului). În acest caz, înghețarea în modul lent oferă rezultate mai bune, dar necesită un echipament special (software freezer).
Dezghețarea și restabilirea creșterii culturilor este adesea o etapă critică în acest proces. Pentru o serie de specii, s-au dezvoltat propriile metode, inclusiv o anumită viteză, temperatură și alte caracteristici. Deja, criobank-urile pot facilita munca crescătorilor, oferindu-le posibilitatea de a utiliza în mare măsură gama de genetică a soiurilor și speciilor sălbatice. În acest caz, este posibil să se păstreze liniile unice hibride, mutante și transformate fără modificări genetice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: