专题三-课题二月季的花药培养.ppt

专题三专题三-课题二月季的花课题二月季的花药培养药培养授课教师：李琳授课教师：李琳植物的花药培养和单倍体育种的关系植物的花药培养和单倍体育种的关系花粉粒（花粉粒（1N）单倍体植株单倍体植株（1N）二倍体纯合子二倍体纯合子植株（植株（2N）缩短了缩短了育种周期，育种周期，为新品种的为新品种的培育开辟了培育开辟了新途径。新途径。花药离体培养花药离体培养人工诱导染色体数加倍人工诱导染色体数加倍（一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程四分体四分体时期时期单核期单核期双核期双核期花粉花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。花粉是单倍体的生殖细胞。1 1花花粉母粉母细胞细胞4 4个小个小孢子孢子减分减分有分有分4 4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4 4个生殖细胞核个生殖细胞核有分有分8 8个精子个精子花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体时期、单核期、四分体时期、单核期、双核期双核期（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径移栽移栽花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚状体脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 花药中花药中的花粉的花粉脱分化脱分化 分化分化 丛芽丛芽 再分化再分化 丛芽丛芽 诱导诱导生根生根体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转变为与变为与合子发育成的胚非常相似的结构合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类，发育过程亦与合子胚类似似这两种途径之间没有绝对的界限，这两种途径之间没有绝对的界限，主要取主要取决于培养基中激素的种类及浓度配比。决于培养基中激素的种类及浓度配比。1、材料的选择、材料的选择不同植物的诱导成功率不同不同植物的诱导成功率不同.同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直接的影响接的影响.(三三)、影响花药培养的主要因素、影响花药培养的主要因素 材料的选择与培养基的组成材料的选择与培养基的组成从花药看：月季的初花期从花药看：月季的初花期（五月初到五月中旬）（五月初到五月中旬）从花粉看：单核期从花粉看：单核期（一般来说，细胞核核从中央移（一般来说，细胞核核从中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高）向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高）从花蕾看：完全未开放的从花蕾看：完全未开放的此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等对诱导成功此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等对诱导成功率有一定影响。率有一定影响。2、培养基的组成、培养基的组成（MS培养基培养基+不同比例的植物生长调节激素）不同比例的植物生长调节激素）实验操作（一）材料选取实验操作（一）材料选取 通过通过镜检镜检来确定是否处于适宜的发育期来确定是否处于适宜的发育期。方法：方法：醋酸洋红法醋酸洋红法(将染色体染成红色将染色体染成红色)对于某些植物的花粉细胞核不易着色使用对于某些植物的花粉细胞核不易着色使用 焙花青焙花青-铬矾法铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色花粉细胞核染成蓝黑色)。从花药看：月季的初花期从花药看：月季的初花期 从花粉看：单核期从花粉看：单核期 从花蕾看：完全未开放的从花蕾看：完全未开放的 1.我们怎样选择想要的花粉呢？我们怎样选择想要的花粉呢？2.我们怎样保证所选的材料处于单核期？我们怎样保证所选的材料处于单核期？（二）材料的消毒（二）材料的消毒5 5、无菌水冲洗、无菌水冲洗3 35 5次次 花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态1、花蕾用、花蕾用体积分数为体积分数为70%的酒精的酒精浸泡浸泡30秒秒2、无菌水清洗、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4、放入、放入质量分数为质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中24分钟分钟 （质量分数为质量分数为1%的的次氯酸钙溶液次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液或饱和漂白粉溶液）（三）接种和培养（三）接种和培养 1 1 灭菌后花蕾，要在灭菌后花蕾，要在 下除去萼片和花瓣，并下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。立即将花药接种到培养基上。3 3 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药 ，温度控制，温度控制在在 左右，左右，。幼小植株形成。幼小植株形成后才后才 。2 2 在剥离花药时，要尽量在剥离花药时，要尽量 （否则接否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时），同时还要彻底还要彻底 ，因为与花丝相连的花药不利于因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成愈伤组织或胚状体的形成。4 4 进一步鉴定和筛选：进一步鉴定和筛选：常常会出现染色体倍性的变化常常会出现染色体倍性的变化无菌条件无菌条件不损伤花药不损伤花药去除花丝去除花丝7-107-10个个2525不需要光照不需要光照需要光照需要光照 4 4、一般经过、一般经过20-3020-30天培养后，会发现花药开裂，天培养后，会发现花药开裂，长出长出愈伤组织或释放出胚状体愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织及。将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。生植株。如果花药开裂释放出胚状体，如果花药开裂释放出胚状体，则一个则一个花药内就会产生大量幼小植株，花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移栽到新的培裂后尽快将幼小植株分开，分别移栽到新的培养基上，养基上，否则这些植株将很难分开。否则这些植株将很难分开。5 5、对培养出来的幼苗进一步的、对培养出来的幼苗进一步的鉴定和筛选。鉴定和筛选。植物组织培养技术与花药培养技术的比较植物组织培养技术与花药培养技术的比较项目项目植物组织培养植物组织培养花药培养技术花药培养技术相同点相同点1 1 培养基配制方法、无菌技术及接种操作培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。等基本相同。2 2 都经过了脱分化都经过了脱分化不同点不同点1 1 离体培养的外植离体培养的外植体为体为体细胞。体细胞。2 2 有丝分裂的过程，有丝分裂的过程，染色体数量不变。染色体数量不变。1 1 花粉是花粉是生殖细胞生殖细胞，得，得到的到的单倍体植株单倍体植株，弱小，弱小且高度不育。且高度不育。2 2秋水仙素处理，染色秋水仙素处理，染色体加倍，恢复正常的染体加倍，恢复正常的染色体数，为色体数，为纯种纯种纯种纯种。(08(08年海南高考年海南高考)某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：（1）图中）图中表示的是该花粉培养过程中的表示的是该花粉培养过程中的_过程，过程，表表示的是示的是_过程，过程，X代表的是代表的是_，表示的是表示的是_过过程，程，表示的是诱导表示的是诱导_过程。过程。（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度的种类及其浓度配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为_植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有花粉具有_。脱分化脱分化再分化再分化胚状体胚状体分化分化生根生根激素激素单倍体单倍体细胞全能性细胞全能性（0909广州综合测试）下图是月季花药离体培养产广州综合测试）下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：1 1）选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的）选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用重要因素，一般来说选用 期的花粉可提高成期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过功率。选择花粉时，一般要通过 来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是 。单核单核镜检（显微镜观察）镜检（显微镜观察）醋酸洋红醋酸洋红2 2）上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取）上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中决于培养基中 。3 3）胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织）胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度的细胞排列疏松无规则，是一种高度 的薄壁细胞，胚状体与的薄壁细胞，胚状体与 发育形成的胚有发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。4 4）无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说）无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌。明下列各项需要消毒，还是需要灭菌。培养基，培养基，培养皿，培养皿，接种环，接种环，花蕾，花蕾，实验实验操作者的双手，操作者的双手，三角锥形瓶。三角锥形瓶。（填编号）（填编号）需要灭菌，需要灭菌，（填编号）需要消毒。（填编号）需要消毒。激素的种类及其浓度配比激素的种类及其浓度配比液泡化液泡化正常受精卵正常受精卵结束结束