在超低温保存过程中，Mazur首次提出低温伤害二因素理论，认为冰晶和脱水是植物细胞低温伤害的主要因素（Mazur et al.，1972）。玻璃化可以防止冰晶伤害，但是玻璃化状态需要高浓度的玻璃化溶液来实现，这会导致离子毒害或渗透胁迫的发生；低温可以一定程度地降低离子毒害，但低温也会减弱渗透作用加剧渗透伤害，进而影响超低温保存的效果（Mazur，2004）。植物材料在超低温保存过程中遭受的胁迫和伤害主要包括如下几方面。
（1）冰晶伤害：在超低温保存中由于降温或升温速度过慢，会导致胞内冰晶形成，伤害生物质膜和细胞器。植物细胞多具有含水的液泡，冻融过程中很容易造成冰晶伤害，这是导致植物材料超低温保存失败的主要因素（Tao et al.，1983）。
（2）脱水胁迫：冷冻前的预培养、渗透保护、脱水和慢速冷冻过程中的冷冻脱水都有可能会造成脱水胁迫，使膜系统遭受严重的破坏，从而引起细胞收缩、变形，细胞内外溶质浓度升高，蛋白质变性而失去原有的生理功能，胞内生化环境恶化。
（3）机械损伤：冷冻前的脱水处理以及解冻后的细胞吸水可能会使细胞体积剧烈变化，发生质壁分离，对细胞产生机械损伤。大块冰晶对细胞的挤压，以及较大材料在冻融过程中受热不均也可能产生机械损伤。植物中细胞壁的存在尤其容易发生机械损伤，这是导致超低温保存失败的另一个重要原因（Tao et al.，1983）。(www.xing528.com)
（4）化学毒害：高浓度的装载液、玻璃化溶液和洗涤液长时间处理和因脱水导致的细胞内溶质浓度升高，可能会引起蛋白变性，对细胞产生化学毒害。
（5）代谢胁迫：植物材料在投入液氮前需要在亚适宜生长条件下进行一系列处理，如预培养、渗透保护和脱水等，这些处理可能会导致材料代谢不平衡，积累有害的代谢产物，造成代谢胁迫。
上述胁迫和伤害在超低温保存过程中常常是互为因果、伴随出现的。在玻璃化法超低温保存过程中，植物材料遭受的以上多种胁迫和伤害多属于超低温保存的原初伤害，由这些胁迫引起的次生伤害主要表现在活性氧簇的大量产生，并导致氧化胁迫的发生，这可能是超低温保存伤害的另一个重要原因。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
