农业生产是在现有种质资源的基础上进行的，由于自然灾害和生物之间的竞争以及人类活动对大自然的影响，已有相当数量的植物物种在地球上消失或正在消失。具有独特遗传性状的生物物种的绝迹是一种不可挽回的损失。利用植物组织和细胞低温保存种质，可大大节约人力、物力和土地，长期保存种质的遗传稳定性，保持稀有珍贵及濒危植物的种质资源，保持不稳定性的培养物（如单倍体），保持培养细胞形态发生的能力，防止种质衰老，同时也便于种质资源的交换和转移，防止有害病虫的人为传播，给保存和抢救有用基因带来了希望（见图2.5）。例如胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物，在－196～－20℃的低温下贮藏数月甚至数年，尚能恢复生长，再生成植株。
此外，利用组织或细胞的大规模培养，有可能生产出人类所需要的一切天然有机化合物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他活性化合物。组织培养推动了植物遗传、生理、生化和病理学的研究，已成为植物科学研究中的常用方法。花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍体植株，是研究细胞遗传的极好材料，也可用于构建遗传作图群体。在细胞培养中很容易引起变异和染色体变化，从而可得到作物的附加系、代换系和易位系等新类型，为研究染色体工程开辟了新途径。细胞培养和组织培养为研究植物生理活动提供了一种极有力的手段。植物组织培养工作曾在矿质营养、有机营养、生长活性物质等方面开展了很多研究，有益于了解植物的营养问题。用单细胞培养研究植物的光合代谢是非常理想的，近年来，光自养培养研究十分有效。在细胞的生物合成研究中，细胞组织培养也极为有用，如明确了尼古丁在烟草中的部位等。细胞培养为研究病理学提供了方便，如植物的抗病性就可以单细胞或原生质体培养进行快速鉴定。
图2.5 植物种质资源的低温保存及其应用
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