超低温保存处理对水曲柳胚胎生理生化特征的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.009

摘要/Abstract

摘要：

以合子胚作为保存材料，进一步分析超低温保存处理前后的水曲柳合子胚细胞各生理生化指标的变化情况，明确冷冻方式和脱水时间对生理生化指标的影响，为建立水曲柳优良遗传材料长期保存方法提供生理数据支撑。在脱水120 min条件下，合子胚经快冻法保存后，细胞内脱氢酶活性最高，同时过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、脯氨酸质量分数均达到最大值，分别为1 168.85 U·g^-1·min^-1、338.33 U·g^-1·min^-1、394.99 μg·g^-1；经玻璃化法保存后，合子胚细胞内脱氢酶活性、脯氨酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性均为最小值；经慢冻法保存后，合子胚细胞内可溶性蛋白质量分数和超氧化物歧化酶活性均达到最大值，分别为18.82 mg·g^-1和361.97 U·g^-1，显著高于其他冷冻方法。干燥脱水120 min结合快冻法处理条件下，合子胚的活力达到最高值。研究结果表明，不同冷冻方式、不同脱水时间及二者的交互作用均会影响水曲柳合子胚的存活率和各项生理指标。除丙二醛质量分数降低外，水曲柳合子胚细胞内脱氢酶活性、抗氧化酶活性、脯氨酸质量分数、可溶性蛋白质量分数在经不同冷冻方式保存后，均随脱水时间增加而增加。超低温保存处理后的合子胚及体胚的存活率可达62.26%和51.68%。因此认为，干燥脱水120 min结合快冻法适合水曲柳胚胎的超低温保存。

关键词: 水曲柳, 超低温保存, 合子胚胎, 体细胞胚胎, 生理生化差异

Abstract:

In this paper， the zygotic embryos were used as storage materials to further analyze the changes of physiological and biochemical indexes of the zygotic embryos before and after cryopreservation， and the effects of freezing method and dewatering time on physiological and biochemical indexes were clarified， which provided physiological data support for the establishment of long-term storage methods of fine genetic materials of Fraxinus mandshurica. Under the condition of dehydration for 120 min， the activity of dehydrogenase in zygote embryos was the highest， and the activity of catalase， peroxidase and mass fraction of proline reached the maximum. They were 1 168.85 U·g^-1·min^-1， 338.33 U·g^-1·min^-1 and 394.99 μg·g^-1， respectively. Dehydrogenase activity， proline content， peroxidase activity and catalase activity in zygotic embryo cells were all the minimum values after vitrification. The soluble protein fraction and superoxide dismutase activity in zygote embryos reached the maximum values after storage by slow freezing method， which were 18.82 mg·g^-1 and 361.97 U·g^-1， respectively， which were significantly higher than those by other freezing methods. The activity of zygotic embryos reached the highest value under the conditions of drying and dewatering for 120 min and fast freezing. The results showed that the survival rate and physiological indexes of the zygotic embryos of F. mandshurica were affected by different freezing methods， dehydration time and their interaction. In addition to the decrease of malondialdehyde content， the dehydrogenase activity， antioxidant enzyme activity， proline content and soluble protein content in the zygotic embryo cells of F. mandshurica increased with the increase of dehydration time after being stored in different freezing methods. The survival rates of zygotic embryos and somatic embryos after cryopreservation were 62.26% and 51.68%. Therefore， the method of drying and dewatering for 120 min combined with fast freezing is suitable for cryopreservation of F. mandshurica embryos.

Key words: Fraxinus mandshurica, cryopreservation, zygotic embryo, somatic embryo, physiological biochemical differences

中图分类号:

S432.2+2

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