抗冻蛋白与细胞的低温和超低温保存

抗冻蛋白(AFP,Antifreeze,Proteins)最早发现于极地海洋鱼类,它能非连续地降低体液冰点,并通过吸附于冰晶的特殊表面有效阻止和改变冰晶生长。现已证明,一些陆生节肢动物、维管植物、非维管植物、真菌和细菌等,也存在抗冻蛋白。鱼类抗冻蛋白一般分成四     

抗冻蛋白的特性和作用机制

抗冻蛋白是非常热门的研究领域,具有广阔的应用前景。本文结合最新的报道,从抗冻蛋白的多样性、热带活性和改变冰的生长,综述了抗冻蛋白的特性,阐释了抗冻蛋白的作用机制的三种假说：“偶极子—偶极子”假说、氢原子结合模型假说和刚体能量学说。     

抗冻蛋白应用于水稻悬浮细胞超低温保存的研究

AFP from winter flounder was utilized in cryopreservation of plant cells. During cryopreservation of rice suspension cells by two-step method, AFP at 0.01 mg/ml damaged the cells extremely. The data obtained at relatively high concentration, however, decreased the variability of survival rate. During vitrification of rice cells, AFP at 0.2 mg/ml enhanced the viability. However, high concentration AFP (> 5 mg/ml) decreased the recovery rate. Studies indicated that the results of application of AFP in cryopreservation were closely related to the concentration of cryoprotectant. The amount of ice crystal in environment, the concentration of AFP and cryoprotectant, and the composition of plasma membrane were several key factors affecting the results of AFP application. In mechanism analysis, the authors suggested that on one hand AFP can interact with ice crystal, which inhibits ice recrystallization and prevent the cells from devitrification. On the other hand, AFP also can interact with cell membrane, resulting in the ice growth around the plasma membrane.     

抗冻蛋白结构与抗冻机制

抗冻蛋白(amifreeze proteins,AFPs)是20世纪60年代从极地鱼血淋巴中分离的一种大分子抗冻剂,迄今为止科学工作者已从陆地昆虫、植物、细菌和真菌等各类生物中分离到多种抗冻蛋白,并测得了它们的基因序列及一些晶体结构,近些年的工作主要集中在该类蛋白质抗冻机制的研究上。抗冻蛋白具有广泛的应用前景,它不但可以应用于食物的冷鲜贮存及移植器官的低温保存,还可通过转基因提高经济作物的抗冻能力。     

微波在生物材料超低温保存中的作用

超低温保存生物材料的降温和复温过程中 ,冰晶的形成将损伤细胞 ,影响冻存效果。相对于常规冷冻方法 ,应用微波技术更能抑制冰晶生长 ,提高冻存质量。微波具有良好的穿透性 ,可使冷冻材料较为均匀地受热。在生物材料降温时 ,微波场产生扭矩影响水分子集束的结构 ,使其不利于冰晶的增长 ,从而阻断了冰晶的形成 ,增强生物材料的玻璃化能力。在复温过程中 ,极性分子 (如水 )吸收微波能量转化为热量 ,产生较高的复温速率 ,能阻止重结晶的发生 ,获得较好的复温效果     

抗冻蛋白应用于水稻悬浮细胞超低温保存的研究

本文将鱼类抗冻蛋白应用于植物细胞的超低温保存。结果表明,在水稻悬浮细胞的两步法保存中,浓度为0.01mg/ml的抗冻蛋白具有特别的负作用,相对高浓度的抗冻蛋白则能减小细胞存活率的波动性。在玻璃化法保存中,浓度为0.2mg/ml的抗冻蛋白能改善保存效果,更高浓度的抗冻蛋白(>5mg/ml)反而会降低保存效果。环境冰晶量、抗冻蛋白浓度、低温保护剂浓度和细胞膜组成等是影响抗冻蛋白使用效果的几大因素。作者在机理分析中认为,一方面,抗冻蛋白能和冰晶作用,抑制重冰晶,防止去玻璃化;另一方面,抗冻蛋白也能和细胞膜作用,诱发膜表面冰晶形成。     

昆虫抗冻蛋白的研究

抗冻蛋白是具有热滞活性,能结合并抑制冰晶生长和抑制冰的重结晶的一类蛋白质。近几年来,昆虫抗冻蛋白的研究取得了较快的发展,本文通过分析昆虫抗冻蛋白的结构特点、抗冻活性、作用机制,并讨论了抗冻蛋白在食品工业、医学、基因工程方面的应用。结果表明,昆虫抗冻蛋白虽然结构呈多样性,但有很多关键的残基具有保守性,对维持抗冻蛋白结构和功能的完整性发挥着重要的作用;抗冻蛋白是由多基因家簇编码的。其作用机制主要是吸附一抑制机制,抗冻蛋白依靠氢键吸附到冰晶格,抑制冰晶生长;昆虫抗冻蛋白的应用具有很广阔的前景。     

螺旋藻的超低温保存法

【目的】建立螺旋藻藻种的超低温保存法,并探究该方法对不同种类螺旋藻藻种保存的适用性。【方法】采用碘量法筛选出耐低温螺旋藻藻株,通过单因素和正交试验设计对耐低温螺旋藻超低温保存法进行条件优化,并以优化后的超低温保存法对8株不同种类的螺旋藻进行保藏实验。【结果】FACHB-351为筛选出的耐低温螺旋藻藻株;优化后的超低温保存方案为:以10%蔗糖溶液做冷冻保护剂,将藻丝体密度为1.0×107 CFU/m L的藻悬液于4°C驯化72 h,再将藻液和保护剂分别在0°C预冷30 min后混匀,混匀后于0°C停留3 h,然后投入液氮保存。保藏实验结果表明,保藏6个月时除了耐低温性较差的FACHB-350、FACHB-1070、FACHB-902螺旋藻存活率为0,不能恢复生长繁殖,其它5种耐低温性较好的螺旋藻均能在一定时间内恢复正常的生长繁殖,其中FACHB-351的存活率最高,为39.33%。【结论】建立的超低温冷冻保存法可用于耐低温性较好的螺旋藻藻种的长期保存。     

抗冻蛋白的生物化学与抗冻作用机制

生物的抗冻作用已引起人们的广泛注意,海洋鱼类血液中含有Nacl和少量的Ca~+、K~+、尿素、糖和游离氨基酸而略微降低体液的冰点,但南北极严寒地区的海洋鱼类则主要依靠血液内所含的抗冻蛋白降低体液的冰点,减少冰晶的生长速度,以防止因体液冻结而致死。     

植物组织培养物的超低温保存

对超低温保存技术的研究历史、基本原理、方法、影响因素和国内外植物组织培养物超低温保存的研究进展作了介绍,并对这一问题的前景作了展望.     

观赏植物种质资源的超低温保存

概述了观赏植物种质资源超低温保存的研究进展。     

小球藻的玻璃化超低温保存法

先用含0.5 m01·L-1甘油和0.4 mol·L-1蔗糖的预处理液处理20min,然后用含30%蔗糖 15%乙二醇 10%二甲基亚砜 BBMG培养液的玻璃化液处理,在0℃下预冻60min后,将小球藻投入液氮.此法存活率较高,可达到60.14%,小球藻种质保存效果较好.通过试验初步建立了小球藻玻璃化法超低温保存的技术程序.     

野生人参种子的超低温保存

人参（ＰａｎａｘｇｉｎｓｅｎｇＣ．Ａ．Ｍｅｙ．）是珍贵的药用植物，由于长期过度采挖，资源枯竭，现存于我国东北地区的野生人参已处于濒临绝灭的边缘，被列为国家一级重点保护植物［１，２］。所以在加强其就地保护的同时，人参种质资源的迁地保存也是非常必要的。按...     

猕猴桃茎尖超低温保存过程中超微结构观察

应用透射电镜观察了猕猴桃组培苗茎尖细胞在玻璃化法超低温保存过程中的超微结构变化.研究发现:在预培养、PVS2脱水处理过程中,茎尖细胞内液泡逐渐变多、变小,质壁分离愈加显著,表明细胞的抗冻力增强;在随后的冷冻和解冻过程中,部分细胞的质壁分离更加严重,细胞壁与细胞膜之间出现液腔,细胞器变得模糊,有些细胞的细胞膜、甚至细胞壁撕裂,细胞腔内留下破碎的细胞膜和细胞残片,细胞结构破坏严重,这可能是导致材料在恢复培养中死亡的原因之一;部分细胞经过7d的恢复培养后,细胞器清晰,细胞膜完好并紧贴细胞壁,细胞中央出现较大的液胞,具有与对照相似的结构特征,最终存活下来并能够再生植株.     

茎尖和芽的超低温保存

介绍了植物茎尖和芽超低温保存的意义和现状。影响超低温保存的一些主要因素及其所采取的措施,主要包括预培养、低温锻炼、使用冰冻保护剂以及适当采用不同的降温方法和化冻洗涤方法,并就今后的研究提出了一些看法。     

液氮超低温保存放线菌条件研究

用6种保护剂对28株放线菌和小单孢菌进行液氮超低温保存。保存3年4个月其存活率均达100％。拮抗性检查结果表明,肉汤和龙眼蜜保护剂对小单孢菌,牛奶保护剂对放线菌保护效果显著,保存前后其拮抗性无明显变化。     

衣藻细胞玻璃化超低温保存技术的研究

本研究以衣藻为材料,探讨其玻璃化超低温保存的条件和方法,结果表明,衣藻经含0.25mol/L蔗糖溶液的TAP培养基预培养一天后,在玻璃化冷冻保护剂中脱水5分钟,直接投稿液氮,48小时后快速化冻,去保护剂并用含0.5mol/L蔗糖溶液的TAP培养基境培养一天,再转到ATP培养基暗培养一天,最后置光照条件下恢复培养,其存活率可达31.45％,恢复培养后衣藻细胞的生长规律与未冻存的衣藻相一致。