目录
- 执行摘要：2025年市场概述和主要见解
- 活植体冷冻保存介绍
- 新兴技术和科学进展
- 领先公司和行业倡议
- 当前市场规模和增长预测（2025–2030）
- 关键应用：农业、保护和生物技术
- 监管环境和国际标准
- 采用面临的挑战和障碍
- 战略伙伴关系和投资趋势
- 未来展望：创新和长期市场影响
- 来源与参考文献
执行摘要：2025年市场概述和主要见解
活植体冷冻保存是将可存活的植物细胞、组织或器官在超低温下保存的过程，这项技术正在农业生物技术、园艺和保护领域中显得至关重要。到2025年，该领域的市场受到对优质种质、稀有物种和转基因品系长期保存解决方案需求增加的推动，反映了食品安全和生物多样性保护的紧迫性。
包括Duplogen和皇家植物园，基尤在内的主要行业参与者，正在积极推进冷冻保存协议和基础设施的建设。值得注意的是，基尤的千年种子库持续扩大其冷冻藏品，正在进行安全保存难以保存的种子和不可通过传统种子银行保护的植物的项目。Duplogen作为商业供应商，扩大了其产品组合，提供用于工业繁殖和研究的冷冻保存植物组织，满足公共和私营部门客户的需求。
近年来，跨部门合作显著增加。例如，先正达已在优化冷冻保存解决方案方面进行了投资，以在高价值作物系中维护遗传完整性，支持全球育种项目。同时，科迪华农业科学已经扩大了其在保护专有种质方面使用玻璃化和包埋脱水技术的应用，这反映了植物生物技术领域中对知识产权保护和资源管理的更广泛趋势。
市场增长还受到监管和国际倡议的影响。国际生物多样性联盟和作物信托将冷冻保存优先纳入全球作物保护策略，与联合国可持续发展目标相一致。这些组织为国家基因库提供技术指导和资金，以实施冷冻保存，特别是针对种子寿命有限或繁殖要求复杂的农作物。
展望未来几年，预计该领域将受益于自动化、改进的冷冻保护剂配方和数字库存管理。随着冷冻保存成为气候韧性战略和灾后快速恢复植物多样性的基础，预计种子公司和研究机构将继续投资。因此，市场前景乐观，预计冷冻解决方案将在商业农业、林业和保护领域得到进一步整合。
活植体冷冻保存介绍
活植体冷冻保存指的是在超低温（通常为-196°C的液氮中）长期保存活（可存活的）植物组织，旨在保护遗传资源并在解冻后实现整棵植物的再生。随着全球对生物多样性保护和可持续农业的关注加剧，这项技术已成为保护稀有、濒危和具有商业价值的植物品种的重要工具。
到2025年，该领域的特点是集成了先进的玻璃化协议、包埋脱水和滴水冻结方法，显著提高了广泛物种的解冻生存和再生率。皇家植物园，基尤等组织在这些技术的实施上处于领先地位，其千年种子库目前正在扩大冷冻保存，包括难以保存的种子和无法通过常规种子银行保存的无性繁殖作物。
商业植物生物技术公司如InVitro International正在积极提供针对优质栽培品种、园艺样本和转基因品系的冷冻保存服务，表明对贵重植物材料安全、长期备份的需求正日益增长。同时，植物组织培养供应商如PhytoTechnology Laboratories提供专用介质和试剂，支持冷冻保存工作流程，服务于研究和商业应用。
过去一年，公共种质库与农业公司之间的合作努力显著上升，旨在标准化高通量冷冻保存协议。例如，国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）继续完善克隆作物的冷冻保存方法，为全球粮食系统的韧性做出贡献。技术进步——如自动化玻璃化设备和改进的冷冻保护剂配方——预计将提升效率并减少劳动强度，使冷冻保存对小型机构和新兴经济体更易获取。
展望未来几年，数字库存管理和远程监控系统的广泛采用将可能增强冷冻保存样本的可追溯性和风险缓解。此外，随着气候变化加速植物遗传多样性的丧失，活植体冷冻保存在外部保护中的重要性将进一步上升，植物园、作物研究中心和私营部门实验室之间的合作将持续推动创新。
新兴技术和科学进展
到2025年，活植体冷冻保存领域正经历重大转型，这得益于生物技术工具的进步、创新冷冻保护剂配方和自动化储存解决方案。这些发展不仅提高了解冻后的生存能力和遗传完整性，还扩大了可以有效保存用于保护和商业应用的物种和品种的范围。
一个主要趋势是将基于玻璃化的协议与精密液体处理和可编程冷却系统结合。例如，Plant Cell Technology正在积极开发和分销旨在减少渗透压应力、最大化多种植物生存率的植物冷冻保存培养基。他们的解决方案为研究机构和商业微繁殖实验室定制，反映了对可扩展、可靠的冷冻保存工作流程日益增长的需求。
自动化是另一个快速进展的领域。像ICCBio这样的公司提供用于冷冻小瓶的自动化存储和检索系统，简化了已保存植物种质的长期管理。这些系统降低了样本鉴别错误的风险，并确保了可追溯性——这是基因库和商业育种者的关键因素。同时，先进传感器和基于云的监控被集成，以提供有关样本完整性和存储条件的实时数据，进一步提高冷冻保存设施的可靠性。
新型冷冻保护剂的采用也正在塑造该领域的格局。最近几年，非毒性植物源化合物的使用有所增加，这些化合物减少了冷冻和解冻周期中的细胞损伤。PhytoTechnology Laboratories正在积极推广这种配方，支持更高的再生百分比，并正在对以前被认为不适合冷冻保存的难保存物种进行测试。
在科学前沿，植物园、种子库和学术中心之间的合作项目正在加速对濒危和经济价值物种的协议优化。例如，皇家植物园，基尤正在进行多年的试验，以优化热带和高山植物的冷冻保存技术，预计将在2027年之前提供全球最佳实践的信息。
- 未来几年的关键展望包括更广泛采用基于AI的协议优化，扩大对基因编辑和合成植物品系的冷冻保存应用。
- 预计各国政府和国际机构将投资升级国家种质库，重点在数字库存管理和灾难韧性存储基础设施上。
- 该领域预计将在行业和学术界之间进行进一步合作，以解决扩展、法规合规和知识转移到新兴经济体的挑战。
总体而言，这些创新使活植体冷冻保存有望成为未来生物多样性保护、气候变化适应和可持续农业的一个重要支柱。
领先公司和行业倡议
截至2025年，活植体冷冻保存领域正在经历重大进展，主要由领先的生物技术公司、种质库和园艺研究机构推动。对生物多样性保护、作物改良和气候韧性的日益重视正在加速公共和私营部门的倡议。
该领域最显著的组织之一是皇家植物园，基尤，通过其千年种子库和冷冻保存研究项目。基尤正在优化多种濒危和商业价值植物种类的玻璃化和包埋脱水方法。2024年，基尤宣布成功建立数种难以保存种子的长期存储协议，目前正在与全球园艺和种子库展开积极的合作。
在商业领域，杜邦（科迪华农业科学）扩大了其植物组织冷冻保存能力，以支持全球种子生产和种质保护。该公司将冷冻保存集成到其核心种子保护管道中，确保优质栽培品种的遗传完整性和快速再生。他们最新的冷冻银行设施自2023年以来投入运营，采用自动化液氮存储和高通量组织处理平台，支持玉米、大豆和棉花等作物。
与此同时，国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）在应用冷冻保存以改良谷物作物方面继续处于领先地位，特别专注于保护野生近缘种和地方品种。2024年，CIMMYT报告称冷冻保存的藏品增加了30%，利用滴水玻璃化和顶芽冷冻存储备份其活体藏品，并支持国际育种项目。
国际生物多样性联盟和CIAT在此过程中也发挥着关键作用，为非洲、亚洲和拉丁美洲的种质库提供冷冻保存的技术支持和能力建设。他们的2025年计划旨在为未充分利用的作物标准化协议，并加强全球网络，以共享最佳实践。
- 行业供应商如Chart Industries和赛默飞世尔科技提供冷冻保存所需的基本冷冻存储系统和耗材，近期产品发布侧重于自动化、监控和可持续性。
- 跨国项目如欧洲森林研究所的森林树木冷冻保存倡议，为温带和北方树种的外部保护设定了新基准。
展望未来，AI驱动的组织生存能力评估和基于区块链的存取跟踪的整合预计将进一步增强植物冷冻保存的可靠性和可追溯性。随着监管和资金框架的演变，未来几年预计将看到更广泛的商业采用、冷冻银行中作物多样性的增加和更深层次的跨行业合作。
当前市场规模和增长预测（2025–2030）
活植体冷冻保存是将可存活的植物组织在超低温下保存，以保护遗传资源和繁殖有价值的栽培品种，这一过程正在经历显著的动能，因全球对作物多样性和可持续农业的需求愈发强烈。截至2025年，该领域的特点是机构的强劲采用和私人投资的扩大，反映其在食品安全、生物技术和保护中的战略作用。
像CGIAR及其所辖的基因库（包括国际生物多样性联盟）等主要组织保持着世界上最大的一些冷冻保存植物组织的收藏。CGIAR的作物信托估计，全球有超过774,000个种质在受到保护，其中越来越多从传统的种子存储转向冷冻方法——特别是如香蕉、木薯和土豆等无法以种子形式保存的克隆作物。此类转变正在推动对先进冷冻保存解决方案和基础设施升级的需求。
在商业领域，技术提供商如Planer Ltd和Chart Industries报告称来自公共部门基因库和私人农业生物技术公司的订单增加。后者越来越多地利用冷冻保存来支持快速繁殖、特征保护和法规合规，尤其是在高价值作物和转基因品系的上下文中。例如，Planer Ltd强调在亚洲和美洲，自动化冷冻保存设备的采用正在增长，这与大规模商业繁殖密切相关。
2025至2030年的预测显示市场将保持稳定增长，主要受冷冻保存的集成进入主流作物改良项目和全球基因库基础设施扩展的推动。联合国粮食及农业组织（FAO）强调气候变化、新出现的害虫和疾病威胁加速了对强有力的外部保护平台的需求，进一步加强了该领域的前景。FAO的全球农业植物遗传资源行动计划预计将推动对全球冷冻存储能力和支持技术的投资增长。
- 到2030年，领先的基因库和商业组织培养实验室预计将翻倍其冷冻保存能力，在食品安全优先的重点新兴市场中显著增长（CGIAR）。
- 玻璃化和自动化处理系统的创新预计将降低成本并增加产量，使冷冻保存对更广泛范围的机构可及（Planer Ltd）。
总之，活植体冷冻保存的当前市场预计将在2030年之前持续扩张，主要由机构使命、商业兴趣和技术进步支撑。公共和私营部门在战略投资和持续研发方面的不断努力表明，冷冻保存将在未来五年内成为植物遗传资源管理的标准。
关键应用：农业、保护和生物技术
活植体冷冻保存正在农业、保护和生物技术领域中成为关键技术，应对保护遗传资源、作物改良和生物多样性丧失的挑战。到2025年，先进冷冻保存技术的采用正在加速，推动因素是对贵重植物种质安全、长期保存的需求以及气候变化对全球作物多样性带来的日益威胁。
在农业领域，冷冻保存使育种者和种子库能够保护和复兴优质品种、野生近缘种和转基因品系。领先的组织如NordGen（斯瓦尔巴全球种子库）利用冷冻存储来备份关键种子集，确保其将为未来几代人提供生存能力。此外，商业组织培养供应商如PhytoTechnology Laboratories为高价值的园艺和农业作物提供冷冻保存解决方案，包括那些通常采用无性繁殖、因而更容易受到疾病和基因侵蚀的香蕉、木薯和土豆。
在保护方面，植物园和种质库越来越依赖冷冻保存来维护难以通过传统种子银行保护的稀有和濒危物种。像皇家植物园，基尤这样的机构正在扩大他们的冷冻保存项目，以保护植物多样性，包括那些具有难保存种子的物种或面临迫在眉睫栖息地丧失的物种。这些努力与国际生物多样性目标一致，并为恢复灭绝或减少的种群提供了安全网。
生物技术公司正利用冷冻保存支持克隆和转基因植物的生产。例如，Plant Cell Technology, Inc.提供专门的冷冻保护剂和协议，旨在使植物组织文化实验室能够进行转基因品系和体胚的长期存储和快速再生。这为制药、可持续农业和生物经济的研究和商业活动提供了基础。
展望未来，预计未来几年将为植物组织冷冻保存带来更高的自动化和数字化，智能监控系统和机器人技术将提升其可靠性和产量。预计公共和私营部门之间的合作倡议将扩大冷冻保存服务的全球覆盖，使其能够更易接触更多地区和物种。随着冷冻设施规模的扩大和针对更广泛生物分类法的协议的完善，活植体冷冻保存有望成为确保食品、生态系统和生物技术创新未来的重要工具。
监管环境和国际标准
活植体冷冻保存的监管环境正在快速演变，因为对作物遗传资源、稀有物种保护和生物技术应用的需求增加。在2025年及未来几年，监管框架将受到国际条约、国家政策和旨在确保可存活植物组织安全、伦理及有效长期存储的行业驱动标准的相互影响。
全球治理的一个基石是国际植物遗传资源食物和农业条约（ITPGRFA），由联合国粮食及农业组织管理，该条约要求签署国促进植物遗传资源的保护、交流和可持续利用，冷冻保存被认为是一种关键的外部方法。国家植物基因库，如由荷兰基因资源中心（CGN）和USDA国家植物种质系统协调的基因库，遵循与这些国际标准一致的协议。
到2025年，国际生物多样性联盟和CIAT继续更新和传播植物冷冻保存的标准操作程序（SOP），关注生存能力评估、文档记录和可追溯性。这些标准操作程序被全球的基因库和组织培养设施广泛采用，以确保可比性和监管合规。
在区域层面，欧洲和地中海植物保护组织（EPPO）为与冷冻保存组织的移动和存储相关的植物卫生措施提供指南，强调病原体检测和消除，以防止植物疾病的传播。在美国，动物与植物卫生检验局（APHIS）对包括在冷冻存储中保存的植物材料的进出口和州际运输进行监管，重点在于生物安全和防止害虫引入。
参与行业的组织如PlantRAISER和莱布尼茨研究所德国微生物和细胞培养物收藏（DSMZ）积极参与最佳实践的制定，提供符合ISO 9001质量管理和ISO 20387生物银行标准的认证存储服务。这些认证在寻求强有力审计轨迹和国际接受的客户中日益受到青睐。
展望未来，预计监管趋同和数字可追溯性将加剧。基于区块链的来源跟踪和统一数字访问文档，符合《名古屋议定书》关于获取和利益分享的要求，可能会成为标准要求。这种趋同将促进国际合作，简化跨境交换，并支持冷冻保存倡议的扩展，以保障食品安全和生物多样性保护。
采用面临的挑战和障碍
活植体冷冻保存——确保植物组织的解冻生存能力——仍然是一个快速发展的领域，但在2025年时，广泛采用面临显著挑战。该领域的特点是技术、操作和监管障碍，即使研究和投资正在加速发展。
- 技术复杂性和协议标准化：冷冻保存协议必须针对每种植物和组织类型进行精细调整，微小的偏差有时会导致生存能力的重大损失。尽管在玻璃化和包埋方法方面取得了进展，各实验室间的可重复性仍然是一个显著挑战。像皇家植物园，基尤等组织强调，许多有价值的作物和濒危植物仍缺乏优化的、特定物种的协议，这对全球基因库的采用构成了障碍。
- 基础设施和成本限制：建立和维护冷冻保存设施需要在控制速率冷冻机、液氮储存和备份系统上进行大量投资。对于许多资源有限或生物多样性丰富地区的机构来说，这些成本是不可承受的。根据作物信托的统计，即使是大型存储库也面临持续的资金挑战，以维持生存能力测试和定期再生周期。
- 技术人员短缺：冷冻保存是一个劳动密集型过程，需要专业培训。能够执行和排除先进协议故障的技能人才稀缺，减缓了更广泛的实施，正如由国际生物多样性联盟和CIAT主导的全球倡议所指出的那样。
- 监管和植物卫生障碍：为了防止病原体传播并遵循生物多样性协议，跨境移动冷冻保存植物组织受到严格监管。导航这些监管框架可能会延迟或限制国际合作，这是植物保护网络如植物园保护国际组织所强调的一个持久问题。
- 长期生存能力数据缺口：尽管短期生存率有所改善，但许多物种的长期解冻生存能力和遗传稳定性仍然缺乏充分研究。包括国家植物遗传资源局（NBPGR）在内的主要存储库持续呼吁更系统的数据收集和共享，以增强最终用户的信心。
展望未来几年，预计这些障碍仍将持续，但协调的国际研究和针对性的技术投资可能会逐步减少这些障碍。主要行业机构和公共部门正在优先发展自动化、低成本基础设施和统一协议，以简化采用并扩大活植体冷冻保存的全球利益。
战略伙伴关系和投资趋势
活植体冷冻保存的战略景观在2025年快速演变，受到农业生物技术公司、公共研究机构和技术供应商之间增加投资和合作伙伴关系的影响。随着对外部保护、作物改良和生物多样性保护的需求加剧，利益相关者正在形成联盟，以加速先进冷冻保存方法的开发、扩展和商业化。
主要行业参与者如先正达、巴斯夫和科迪华农业科学已加大与研究机构和大学的战略合作力度，以扩大其冷冻保存种质库的收藏，增强难保存物种的协议。例如，科迪华农业科学宣布与国家基因库和植物园建立持续合作，以标准化高价值作物品种的长期存储最佳实践，强调全球食品安全和遗传多样性的重要性。
公私伙伴关系也在逐渐增强。作物信托继续发挥关键作用，促进对野生近缘种和地方品种冷冻保存的全球投资，借助政府捐赠者和私营部门的资金。在2025年，作物信托扩大了其技术支持计划，使新兴经济体能够针对关键作物实施现代玻璃化和包埋脱水技术。
在技术前沿，专注于超低温冷冻机和冷冻存储系统的供应商，如赛默飞世尔科技和爱斯佩德报告称，研发投资不断增加。这些投资旨在提升系统的可靠性、能源效率和样本可追溯性，反映出向可扩展的、为植物研究设施量身定制的自动化解决方案的市场转变。值得注意的是，爱斯佩德已在2025年宣布计划与植物研究中心共开发下一代冷冻储存平台，以满足植物组织生存的独特需求。
- 观察到风险投资流入增加，农业生物技术初创企业专注于专有冷冻保存协议，得到行业领军企业的加速器和战略投资支持。
- 国际倡议如联合国粮食及农业组织（FAO）的全球行动计划持续促进跨国合作、资金和植物组织冷冻保存基础设施的能力建设。
展望未来，预计未来几年将深入整合数字跟踪、用于生存能力评估的人工智能和统一的监管框架。随着伙伴关系和投资的迅速增加，活植体冷冻保存的全球能力将可能扩大，支撑商业和保护目标。
未来展望：创新和长期市场影响
活植体冷冻保存——在超低温下储存活植物细胞、组织或器官——正在迅速发展为保护生物多样性、农业和园艺创新的关键技术。截至2025年，该领域处于转型点，推动因素包括技术进步、监管支持和日益增加的商业兴趣。本文将探讨近期前景并预测这些创新的长期市场影响。
近年来，基于玻璃化的协议和自动化冷冻保存系统的激增提高了解冻恢复率和扩展性。像Plantraiser和PhytoTechnology Laboratories这样的公司已将其产品组合扩展到包括现成使用的试剂盒和设备，旨在满足研究和商业规模冷冻银行的需求。这些解决方案解决了生存率和可重复性方面的持续挑战。例如，由Chart Industries提供的可编程冷冻机和实时监控的整合，使冷却速率的精确控制成为可能，从而提高了对敏感物种和基因型的成果。
2025至2028年的前景表明，公共和私营部门的采用将激增。国家基因库和植物园预计将进一步自动化其工作流程。作物信托及其全球合作伙伴已开始实施针对关键作物的标准化冷冻保存协议，旨在应对气候变化和疾病威胁，保护农业生物多样性。与此同时，私人种子公司和农业生物技术公司正投资于内部冷冻存储设施，以保障优质种质和专有品种。
持续的研发投资也在推动新的前沿。生物打印和包埋技术联合冷冻保护剂的优化，使得越来越复杂的组织（如芽尖和体胚）在更高的生存率下进行保存。预计这将为之前被认为不适合冷冻保存的难保存物种的长期存储和全球交流开辟新的途径。创新领导者如Duchefa Biochemie正积极开发减少毒性和最大化再生潜力的冷冻保护剂配方。
展望未来，人工智能和基于物联网的监控整合（目前已经在早期阶段的试点中）将可能变得主流，确保冷冻保存样本的可追溯性和实时健康评估。这些进步的综合影响是为植物遗传资源管理建立一个强大的、可靠的基础设施。这不仅加强了食品安全，还有助于推动育种、恢复生态学和可持续生产系统的创新，持续数年。
来源与参考文献
- 皇家植物园，基尤
- 先正达
- 科迪华农业科学
- 作物信托
- InVitro International
- PhytoTechnology Laboratories
- 国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）
- 杜邦
- 赛默飞世尔科技
- CGIAR
- Planer Ltd
- 联合国粮食及农业组织（FAO）
- USDA国家植物种质系统
- 欧洲和地中海植物保护组织（EPPO）
- 莱布尼茨研究所德国微生物和细胞培养物收藏（DSMZ）
- 植物园保护国际组织
- 巴斯夫
- 爱斯佩德
- 作物信托
- Duchefa Biochemie
