专题三课题2：月季的花药培养.ppt

一、课题背景一、课题背景花的结构花的结构花花花被花被花托花托花柄花柄花萼花萼花冠花冠花蕊花蕊雄蕊雄蕊雌蕊雌蕊植物的花药培养在育种上有什么意义？植物的花药培养在育种上有什么意义？（一）被子植物的花粉发育一）被子植物的花粉发育花丝花丝花药：花药：囊状结构，内有很囊状结构，内有很多花粉多花粉雄雄蕊蕊二、基础知识二、基础知识花粉发育过程花粉发育过程小孢子母细胞小孢子母细胞小孢子小孢子花粉囊花粉囊花药花药花粉粒（双核期）花粉粒（双核期）成熟花粉成熟花粉 花粉是由花粉母细胞（小孢子母细胞）经花粉是由花粉母细胞（小孢子母细胞）经过过减数分裂减数分裂而形成的，因此，而形成的，因此，花粉是花粉是单倍体的单倍体的生殖细胞生殖细胞。花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体四分体时期、单核期、时期、单核期、双核期双核期等阶段。等阶段。1 1个小孢子母个小孢子母细胞细胞（2n2n）4 4个小孢子个小孢子（n n）4 4个营养细胞个营养细胞（n n）4 4个生殖细胞个生殖细胞（n n）4 42 2个精子个精子（n n）减数减数分裂分裂有丝有丝分裂分裂有丝有丝分裂分裂F.生殖细胞游离存在于营养细胞的细胞质中；生殖细胞游离存在于营养细胞的细胞质中；GH.3细胞型花粉，生殖细胞分裂形成细胞型花粉，生殖细胞分裂形成2个精子，游离于营养细胞的个精子，游离于营养细胞的 细胞质中；细胞质中；A.A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的B.B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期双核期C.C.花粉发育经历的四分体时期与减数分裂的四分体花粉发育经历的四分体时期与减数分裂的四分体时期含义相同时期含义相同D.D.花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程数分裂的过程1.1.下列关于被子植物花粉的形成，说法下列关于被子植物花粉的形成，说法正确的是正确的是B2.2.下列关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是下列关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是A.A.被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果B.B.花粉粒是在花药中的花粉囊中形成的花粉粒是在花药中的花粉囊中形成的C.C.花粉粒在发育过程中，核先位于细胞中央，在移花粉粒在发育过程中，核先位于细胞中央，在移到细胞的一侧到细胞的一侧D.D.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段单核期和双核期等阶段A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 愈愈伤组织伤组织 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 诱导诱导生根生根说明：两种途径之间无明显的界限，主要取决于培养基中的说明：两种途径之间无明显的界限，主要取决于培养基中的激素的种类及其浓度配比。激素的种类及其浓度配比。（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径3.3.下列对产生花粉植株途径的叙述，不下列对产生花粉植株途径的叙述，不正确的是正确的是A.A.花粉通过胚状体阶段直接发育成植株花粉通过胚状体阶段直接发育成植株B.B.花粉先形成愈伤组织再诱导分化成植株花粉先形成愈伤组织再诱导分化成植株C.C.花粉经脱分化形成胚状体，再分化出根，然后诱花粉经脱分化形成胚状体，再分化出根，然后诱导生芽导生芽D.D.两种途径并无绝对的界限，主要取决于培养基中两种途径并无绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类和浓度比例激素的种类和浓度比例C1 1、材料的选择材料的选择 （1 1）不同植物的诱导成功率不同）不同植物的诱导成功率不同 （2 2）同一植物的不同生理状况对诱导成功率有直接影响）同一植物的不同生理状况对诱导成功率有直接影响（花期早期初花期）（花期早期初花期）（3 3）合适的花粉发育期）合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）（单核居中期与靠边期之间）（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素 花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的季的初花期初花期初花期初花期。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在因素。一般来说，在单核期单核期单核期单核期，细胞核，细胞核由中央移向细胞一由中央移向细胞一侧的时期侧的时期，花药培养成功率最高。，花药培养成功率最高。为了挑选到单核期的花药，通常为了挑选到单核期的花药，通常选择选择完全未开放完全未开放的花蕾的花蕾。培养基的种类因植物的不同而有所变化，如小麦中培养基的种类因植物的不同而有所变化，如小麦中为为N6N6，马铃薯、月季中为，马铃薯、月季中为MSMS，油菜中为，油菜中为B5B5培养基培养基2.2.培养基的组成：培养基的组成：培养基各成分中，培养基各成分中，植物生长调节剂的水平和配比植物生长调节剂的水平和配比，常对诱导细胞的分裂、生长和分化起决定作用。常对诱导细胞的分裂、生长和分化起决定作用。3.3.其他因素：其他因素：植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等对植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等对诱导的成功率都有一定影响诱导的成功率都有一定影响（一）材料的选取（一）材料的选取（二）材料的消毒（二）材料的消毒（三）接种和培养（三）接种和培养 1 1、选择花药时，一般通过选择花药时，一般通过镜检镜检来确定其中的来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。花粉是否处于适宜的发育期。2 2、最常用的方法有、最常用的方法有醋酸洋红法醋酸洋红法。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青焙花青-铬矾法铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色蓝黑色。4.4.用醋酸洋红法确定花粉发育时期的原理是用醋酸洋红法确定花粉发育时期的原理是A.A.醋酸洋红可使细胞全部着色醋酸洋红可使细胞全部着色B.B.醋酸洋红可使单核期的细胞着色醋酸洋红可使单核期的细胞着色C.C.醋酸洋红可使花粉细胞核着色醋酸洋红可使花粉细胞核着色D.D.醋酸洋红可进入细胞显示放射性标记醋酸洋红可进入细胞显示放射性标记C1 1、花蕾用、花蕾用V/VV/V为为70%70%的酒精的酒精浸泡浸泡3030秒秒2 2、无菌水清洗、无菌水清洗3 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 4、放入、放入质量分数为质量分数为0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中2424分钟分钟（也可（也可质量分数为质量分数为1%1%的次氯酸钙溶液或饱和漂的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液白粉溶液）5 5、无菌水冲洗、无菌水冲洗3535次次 用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可整个花蕾或幼穗消毒即可 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上将花药接种到培养基上 在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易从受伤部位产生从受伤部位产生二倍体的愈伤组织二倍体的愈伤组织）同时还要彻底去除花丝，因为与同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连花丝相连的花药不利于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。通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药7-107-10个个，温度控制在，温度控制在2525左右，左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。一般经过一般经过20-3020-30天培养后，会发现花药开裂，长出天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。愈伤组织或释放出胚状体。将将愈伤组织愈伤组织及时转移到及时转移到分化培养基分化培养基上，以便进一上，以便进一步分化出再生植株。步分化出再生植株。如果花药开裂释放出如果花药开裂释放出胚状体胚状体，则一个花药内就，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小将幼小植株分开植株分开，分别移植到，分别移植到新的培养基新的培养基上，否则这些植株上，否则这些植株将很难分开。将很难分开。在花药培养中，特别是通过在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现出现染色体倍性染色体倍性的变化。（主要原的变化。（主要原因是因是营养核和生殖核融合营养核和生殖核融合造成的造成的 ）故需对培养出来的植株作进一步的故需对培养出来的植株作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植物组织培养技术与花药培养技术的 相同相同之处之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。作等基本相同。不同之处不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。使花药培养的难度大为增加。1 1、选材是否恰当、选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。四、课题成果及评价四、课题成果及评价 如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题2 2、无菌技术是否过关、无菌技术是否过关如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。分化成再生植株。3 3、接种是否成功、接种是否成功