濒危植物Moehringia jankae的液氮超低温保存技术突破：基于微滴玻璃化和包埋脱水法的长期离体保护策略

针对欧洲特有濒危物种Moehringia jankae的生存危机，研究人员通过优化微滴玻璃化(DV)和包埋脱水(ED)两种超低温保存技术，实现了83%和85%的高再生率，为极端气候和人为干扰下的珍稀植物保护提供了可复制的生物技术方案。

　　

在气候变化与人类活动双重威胁下，欧洲特有濒危物种Moehringia jankae Griseb. ex Janka正面临生存危机。这种仅分布于黑海西部地区的石竹科植物，被列入《伯尔尼公约》保护名录，其狭窄的分布范围和特殊的生境需求使其成为生物多样性保护的"旗舰物种"。随着极端气候事件频发和栖息地破碎化加剧，传统保护手段已难以确保该物种的长期存活，开发新型保存技术迫在眉睫。

罗马尼亚克卢日国家生物研究与开发研究所的Adela Halmagyi团队在《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》发表研究，通过系统优化两种超低温保存技术，成功实现了该物种的高效长期保存。研究采用液氮(-196°C)保存技术，重点解决了渗透保护剂浓度、脱水时间等关键技术参数，建立了可稳定维持遗传完整性的保存体系。

关键技术方法包括：(1)以0.5-0.75 M蔗糖进行24小时渗透保护预处理；(2)分别采用PVS2(植物玻璃化溶液)15-20分钟脱水(微滴玻璃化法)或4小时干燥至23%含水量(包埋脱水法)；(3)液氮保存48小时后快速复苏；(4)通过叶绿素含量测定评估保存后生理状态。实验材料来自罗马尼亚康斯坦察县Natura 2000保护区的种子衍生组培苗。

【材料与方法】

研究采用完全随机设计，每组3次重复，每次重复10个外植体。通过比较不同蔗糖浓度(0.25/0.5/0.75 M)和脱水时间(0-40分钟)组合，发现0.5 M蔗糖+20分钟PVS2处理的微滴玻璃化法获得83%再生率，而0.75 M蔗糖+4小时脱水(23%含水量)的包埋脱水法则达到85%再生率。

【结果分析】

渗透保护阶段显示，0.75 M蔗糖处理虽使存活率略降至93%，但显著提升了后续抗冻能力。PVS2处理时间存在"时间窗效应"，20分钟时存活率达88%，延长至40分钟则骤降至43%。包埋脱水法的水分控制至关重要，藻酸盐微珠含水量23%时达到最佳平衡。

【生理指标】

叶绿素a(0.83-0.86 mg/g FW)、叶绿素b(0.35-0.38 mg/g FW)和类胡萝卜素(0.04-0.08 mg/g FW)含量测定证实，超低温保存未引起显著生理损伤。

该研究首次建立了M. jankae的完整超低温保存技术体系，两种方法互为补充可降低保存失败风险。其创新性在于：(1)明确了该物种对PVS2的耐受阈值(20分钟)；(2)确立了藻酸盐微珠最佳脱水终点(23%含水量)；(3)证实了节点外植体直接再生优势(避免愈伤途径的变异风险)。这些发现为其他濒危植物的保存提供了技术模板，特别是对分布狭窄、种群量少的物种具有重要参考价值。研究团队建议将该项技术纳入罗马尼亚国家濒危植物保护计划，并与Natura 2000保护区的原位保护形成互补。

从更广泛的保护生物学视角看，该研究展示了生物技术在 biodiversity hotspots（生物多样性热点地区）保护中的独特价值。通过将植物材料转化为"冷冻方舟"中的遗传资源，为应对气候变化导致的栖息地变迁提供了保险策略。未来研究可进一步探索该技术在植物园网络中的应用潜力，以及与其他保护手段(如种子库)的协同效应。