木薯茎尖液滴玻璃化超低温保存技术优化与再生机制解析

为解决木薯(Manihot esculenta)茎尖长期保存难题，研究人员系统优化了液滴玻璃化(Dr-vi)方案，发现4-60分钟冰上PVS2处理结合0.6-1.2 M蔗糖复温能显著提升再生效率。组织学分析揭示了茎尖分生组织(AM)和原形成层细胞的完整保存，以及解冻后7天不定根分生组织(ARM)再生的关键机制，为木薯种质超低温保存库建设提供技术支撑。

　　

这项关于木薯茎尖超低温保存的研究取得了突破性进展。科研团队采用不含植物生长调节剂的MS培养基，对液滴玻璃化法(Droplet-vitrification, Dr-vi)的关键步骤进行系统优化。有趣的是，木薯茎尖对长时间蔗糖预培养表现出明显不耐受，而冰上40-60分钟的PVS₂处理则展现出卓越的冷冻保护效果，完胜室温处理方案。

研究揭示，冷冻保存后的茎尖在0.6-1.2 M蔗糖溶液中复温后，可直接在固体再生培养基上恢复生长。基因型响应实验显示，优化后的Dr-vi方案能使多数测试基因型实现茎尖再生，尽管效率存在差异。

更令人振奋的是，组织学研究发现冷冻保存后茎尖顶端分生组织(Apical Meristem, AM)、原形成层(Procambium)和表皮细胞(Epidermis)保持完好。特别值得注意的是，解冻培养7天后(Post Thaw Culture, PTC)就能观察到不定根分生组织(Adventitious Root Meristem)的再生，14天PTC时已形成完整根系——这对后续快速茎伸长至关重要。

这项研究不仅为木薯种质资源库(Cryobanking)建设提供了关键技术方案，更从细胞层面揭示了植物超低温保存后的再生机制，为其他无性繁殖作物的冷冻保存研究提供了重要参考。