Cryopreservation of plant germplasm

• Chapter Authors : Panis, B.; Swennen, R.; Engelmann, F.


• Document type : Conference paper


• Year of publication : 2001


• Conference : Fourth International Symposium on In Vitro Culture and Horticultural Breeding, Tampere (FIN), 2001/10/30


• Book title : Acta Horticulturae 560


• Editors : Sorvari, S.; Karhu, S.; Kanervo, E.; Pihakaski, S.


• Pages : 79-86


• Language(s) : English


• Abstract : Plant germplasm stored in liquid nitrogen (-196°C) does not undergo cellular divisions. In addition, metabolic and most physical processes are stopped at this temperature. As such, plants can be stored for very long time periods and both the problem of genetic instability and the risk of loosing accessions due to contamination or human error during subculturing are overcome. Most cryopreservation endeavours deal with recalcitrant seeds, in vitro tissues from vegetatively propagated crops, species with a particular gene combination (elite genotypes) and dedifferentiated plant cell cultures. Sofar, cryopreservation procedures are developed for in vitro tissues and recalcitrant seeds of about 100 and 40 species, respectively. There is still a limited number of cases where cryopreservation is used routinely for plant germplasm conservation, mainly because the techniques need to be adapted for each species in function of its natural freezing resistance, explant size and type, and its water content. Care must be taken to avoid ice crystallisation during the freezing process, which otherwise would cause physical damage to the tissues. The existing cryogenic strategies rely on air-drying, freeze dehydration, osmotic dehydration, addition of penetrating cryoprotective substances and adaptive metabolism (hardening) or combinations of these processes (Author's abstract).
  
  [Cryoconservation de matériel génétique]
  
  [Le matériel génétique stocké dans l'azote liquide (-196°C) n'entre pas en division cellulaire et la plupart des processus métaboliques et physiques sont stoppés. Ainsi, les plantes peuvent être conservées pendant très longtemps et l'on évite les problèmes liés à l'instabilité génétique et le risque de perte des accessions par contamination ou erreur humaine lors des subcultures. La plupart des tentatives de cryoconservation ont concerné les graines récalcitrantes, les tissus d'espèces à propagation végétative, les espèces possédant une combinaison génique particulière (génotype élite) et les suspensions de cellules végétales dédifférenciées. Jusque là, les procédures de cryoconservation ont été développées pour les tissus in vitro d'une centaine d'espèces et les graines récalcitrantes d'environ 40 espèces. Il est rare que la cryoconservation soit employée en routine pour la conservation du matériel génétique, surtout parce que la technique doit être adaptée à chaque espèce en fonction de sa résistance naturelle à la congélation, de la nature et de la taille de l'explant et de la teneur hydrique. Un soin particulier doit être apporté pour éviter la formation de cristaux de glace durant le processus de congélation qui, autrement, entraînerait des dommages physiques des tissus. Les stratégies cryogéniques existantes reposent sur le séchage à l'air, la déshydratation au froid, la déshydratation osmotique, l'addition de cryoprotectants et le métabolisme adaptatif (endurcissement) ou la combinaison de ces procédés (Résumé d'auteur).]
  
  [Crioconservación de germoplasma de las plantas]
  
  [El germoplasma de las plantas almacenado en nitrógeno líquido (-196°C) no experimenta divisiones celulares. En adición, el proceso metabólico y la mayoría de los procesos físicos se detienen a esta temperatura. Como tal, las plantas pueden ser almacenadas por períodos de tiempo muy largos y los problemas de la inestabilidad genética y del riesgo de perder accesiones debido a la contaminación o error humano durante el subcultivo están resueltos. La mayoría de los esfuerzos se concentran en las semillas recalcitrantes, tejidos in vitro de los cultivos que se propagan vegetativamente, especies con una combinación génica particular (genotipos elite) y cultivos de células diferenciadas de las plantas. Hasta ahora, los procedimientos de crioconservación han sido desarrollados para los tejidos in vitro y semillas recalcitrantes de unas 100 y 40 especies, respectivamente. Aún existe una cantidad limitada de casos donde la crioconservación se utiliza habitualmente para la conservación de germoplasma de las plantas, debido principalmente a que las técnicas necesitan ser adaptadas para cada especie en función de su resistencia natural a la congelación, tamaño y tipo de explantes, y su contenido hídrico. Se debe tener cuidado para evitar la cristalización de hielo durante el proceso de congelación que de otra manera podría causar daños físicos a los tejidos. Las estrategias criogénicas existentes cuentan con el secado al aire, deshidratación durante la congelación, deshidratación osmótica, adición de sustancias crioprotectoras penetrantes y metabolismo adaptativo (aclimatación) o combinaciones de estos procesos (Resumen del autor).]


• Keywords : DEHYDRATION; FREEZING; IN VITRO CULTURE; GERMPLASM CONSERVATION; GENETIC RESOURCES; BIOLOGICAL PRESERVATION; VITRIFICATION


• Open access : No


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• Musalit document ID : IN020045

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