Криоконсервация растений

Криоконсервация клеток растений в жидком азоте — отдельная область в биотехнологии, получившая развитие еще в 70-х годах прошлого века. Ее цель — сохранить in vitro генов и сортов, обеспечив селекционеров необходимым генотипом — пыльцой для гибридизации растений; семенным материалом, исключающим обезвоживание; мутантными и гибридными клетками различных растений со способностью к морфогенезу и пр.

При работах с жидким N2 важно учитывать особенности растительных клеточных структур, например, в каждом отдельном случае могут понадобиться свои подходы к заморозке и последующему оттаиванию клеток. Сложности в работе обычно связаны с осмотическим шоком морфологических структур, их механической деструкцией на фоне кристаллизации воды в лед и т. д. Одновременно с этим нужно подобрать условия для обеспечения высокого процента выживаемости при оттаивании и восстановлении клеток. Несмотря на большое количество направлений в криоконсервации растений, были определены следующие общие технологические приемы:

  • Обработка клеток до криозаморозки.
  • Использование криопротекторов.
  • Соблюдение режима заморозки.
  • Соблюдение технологии размораживания объектов.

Обработка клеток до криозаморозки

Данный этап начинается с подготовительных мероприятий к замораживанию жидким азотом. Он включает культивирование растительных морфологических структур на питательных средах, включающих осмотически активные соединения, например сорбит, аминокислоты и пр. Обязательным компонентом осмотической среды выступает пролин — соединение, связывающее воду в клетках.

Применение криопротекторов

Правильный выбор криопротекторов снижает вероятность осмотического шока для достижения оптимального эффекта криоконсервации в жидком криогенном газе. Чаще всего в их роли выступает глицерин и диметилсульфоксид — легко проникающие в биоматериал вещества. Также могут применяться непроникающие криопротекторы — полиэтиленгликоль и декстран.

Соблюдение режима заморозки

Оптимальный режим замораживания, выбираемый при криосохранении, составляет от 0 до -40 градусов со скоростью заморозки 0,5-1 градус в минуту. Все рабочие моменты реализуются на современных устройствах, поддерживающих автоматическое программное снижение температуры с использованием криопротекторов. Правильно организованный режим заморозки обеспечивает освобождение клеточных структур от свободной влаги. При достижении -40 градусов клетки становятся обезвожены в полном объеме, что позволяет приступить к их криоконсервации или погружению растительного материала, размещенного в специальных ампулах, в жидкий азот.

Хранение и оттаивание материала

Хранение биоматериалов осуществляется в сосудах Дьюара. Продолжительность сохранности растений в жидком азоте почти не ограничена временем, так, к примеру, в криобанке Института физиологии растений РАН клетки моркови после криозаморозки хранятся свыше 20 лет. Оттаивание растительного материала относится к последнему этапу криоконсервации. Для оттаивания ампулы с клетками помещают в воду, подогретую до 40 градусов, и выдерживают их до ликвидации кристаллов льда.

Определить сохранность жизненных функций клеток после процедуры разморозки позволяет окраска 0,25% раствором Эванса. Живые структуры, в результате окрашивания, останутся неизменными, погибшие — приобретут синий цвет. Также безусловным признаком жизнеспособности клеток станет возобновление их активности — роста и деления на фоне рекультивации на питательных средах.

Доказано, что замораживания в жидком азоте клетки сохраняют способность к делению, регенеративные и обменные функции, не отличаясь по жизненно-важным критериям от обычных клеток по темпам роста и продуктивности. Поэтому технология криоконсервации растительных объектов в жидком N2 продолжает развиваться, оставаясь технологией будущего. Ее ценность заключается в том, что она существенно облегчает труд ученых, предоставляя им возможность применять пул генов и сортов, включая старые селекции, дикие и исчезающие виды растений.

***********************************************************************
Купить жидкий газ для криоконсервации удобнее всего в ООО НИТРОГАЗ.
Также вы можете купить или взять в аренду сосуд Дьюара, в котором будете хранить жидкий азот.
Мы привезем уже заполненную криоемкость, а при необходимости будем регулярно ее дозаправлять.
Звоните +7 495 1277264 и заказывайте жидкий N2 для криоконсервации.