第八章植物胚胎培养课件.ppt

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1、第八章植物胚胎培养第八章植物胚胎培养第1页，此课件共39页哦第八章第八章 植物胚胎培养植物胚胎培养 主要内容：主要内容：第一节第一节 胚培养胚培养 第二节第二节 胚乳培养胚乳培养 第三节第三节 胚珠和子房培养胚珠和子房培养 第四节第四节 离体授粉与离体受精离体授粉与离体受精 学习的目标与要求：学习的目标与要求：了解植物胚培养类型、过程、培养条件，以及胚培养了解植物胚培养类型、过程、培养条件，以及胚培养的应用。了解植物胚乳培养过程和培养条件，了解胚乳培的应用。了解植物胚乳培养过程和培养条件，了解胚乳培养在实践中的应用。认识植物胚珠和子房培养方法及其在养在实践中的应用。认识植物胚珠和子房培养方法及

2、其在生产上应用。生产上应用。具备胚胎培养基本认知，有进行各类胚胎培养的基本具备胚胎培养基本认知，有进行各类胚胎培养的基本能力。能力。第2页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养 植物胚胎培养（植物胚胎培养（Embryo Culture）概念）概念:指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植物的技术。包括胚培养其发育成完整植物的技术。包括胚培养(embryo culture)（成熟胚培养、幼胚培养）、胚珠培养成熟胚培养、幼胚培养）、胚珠培养(ovule culture)、子房、子房培养培养(ovary culture)、胚乳培养

3、、胚乳培养(endosperm culture)、离体、离体受精受精(in vitro pollination)等类型。等类型。1904年年Hanning最早成功最早成功培养萝卜和辣根的胚。培养萝卜和辣根的胚。第3页，此课件共39页哦胚胚 珠珠花药花药花丝花丝柱头柱头花柱花柱子房壁子房壁子子房房雄雄蕊蕊雌雌蕊蕊植物胚胎培养植物胚胎培养第4页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养种子各部分的发育来源种子各部分的发育来源第5页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养合子发育成胚合子发育成胚珠被发育成种皮珠被发育成种皮受精极核发育成胚乳受精极核发育成胚乳第6页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物

4、胚胎培养胚胎培养的类型胚胎培养的类型第7页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养植物胚胎结构植物胚胎结构第8页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养第9页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养第10页，此课件共39页哦植物胚胎培养植物胚胎培养第11页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养 胚培养：胚培养：指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出来，置于培养基上进行培养的技术。来，置于培养基上进行培养的技术。胚的发育过程包括从胚的发育过程包括从合子分裂合子分裂到到幼胚形成幼胚形成直至发育为直至发育为成熟胚成熟胚的过程。的过程。第12页，此课件共39

5、页哦一、胚培养一、胚培养植物胚胎发生过程：植物胚胎发生过程：原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚球形胚前期球形胚前期心心型型胚胚前前期期鱼雷胚鱼雷胚球形胚球形胚第13页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养第14页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养1.胚培养的意义胚培养的意义 促使发育不良或中途败育的胚发育成熟促使发育不良或中途败育的胚发育成熟 缩短育种周期缩短育种周期 获得单倍体植株获得单倍体植株 打破休眠期促进胚萌发打破休眠期促进胚萌发 建立高频再生体系建立高频再生体系 可作为转基因受体材料可作为转基因受体材料第15页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养

6、技术胚培养技术 胚的发育对营养的要求有胚的发育对营养的要求有2 2个阶段，即：个阶段，即：异养期异养期：这一时期的幼小胚完全依赖胚乳和周围的母这一时期的幼小胚完全依赖胚乳和周围的母体组织提供营养。体组织提供营养。自养期自养期：这一时期胚能吸收培养基中的无机盐和糖，这一时期胚能吸收培养基中的无机盐和糖，经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养上已经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养上已可以完全独立。可以完全独立。第16页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 依据所剥离胚的发育时期不同：依据所剥离胚的发育时期不同：子叶形成之前子叶形成之前子叶形成之后子叶形

7、成之后培养类型培养类型幼胚培养幼胚培养(immature embryo)成熟胚培养成熟胚培养(mature embryo)第17页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 成熟胚培养：成熟胚培养：指子叶期至发育成熟的胚培养。成熟胚是自指子叶期至发育成熟的胚培养。成熟胚是自养的，培养基需要简单。仅提供一定的温度、湿度就可以养的，培养基需要简单。仅提供一定的温度、湿度就可以发芽生成植物体。如种子的发育。发芽生成植物体。如种子的发育。培养过程：培养过程：种子种子95%酒精消毒酒精消毒选取完好种子选取完好种子70%酒酒精浸数秒精浸数秒0.1%升汞或升汞或10%次氯酸钠浸泡次氯酸钠

8、浸泡无菌水冲无菌水冲洗洗种子培养几天种子培养几天剥离种胚剥离种胚接种在培养基上。接种在培养基上。成熟胚培养一般较易获得成功成熟胚培养一般较易获得成功第18页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 成熟胚培养成熟胚培养第19页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 幼胚培养：幼胚培养：是指处于原胚期、球形期、心形期、鱼雷期的是指处于原胚期、球形期、心形期、鱼雷期的胚培养；胚培养；幼胚完全是异养的幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求培养基，离体条件下培养要求培养基成分复杂，培养不易成功。成分复杂，培养不易成功。幼胚培养的基本程序幼胚培养的基本程序取子

9、房取子房常规表面消毒常规表面消毒解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。固体培养固体培养第20页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 幼胚培养幼胚培养 幼胚离体培养的生长发育方式：幼胚离体培养的生长发育方式：胚性发育胚性发育：胚只是在体积上增大甚至超过正常胚大小胚只是在体积上增大甚至超过正常胚大小而不能萌发成苗。而不能萌发成苗。早熟萌发早熟萌发：幼胚不再发育，迅速萌发成幼苗。多数情况：幼胚不再发育，迅速萌发成幼苗。多数情况一个幼胚萌发成一个植株，有时因细胞分裂形成许多胚一个幼胚萌发成一个植株，有时因细胞分裂形成许多胚状体，进而形

10、成许多植株，即丛生胚现象。状体，进而形成许多植株，即丛生胚现象。愈伤组织愈伤组织：多数植物幼胚形成愈伤组织。再分化成胚：多数植物幼胚形成愈伤组织。再分化成胚状体或形成芽苗。状体或形成芽苗。第21页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 幼胚培养幼胚培养 影响幼胚培养成功的因素影响幼胚培养成功的因素 培养基：无机盐、碳水化合物、激素等培养基：无机盐、碳水化合物、激素等 环境条件环境条件(温度：多数为温度：多数为25-30，因植物种类有所差，因植物种类有所差别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。)提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护

11、培养提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护培养第22页，此课件共39页哦一、胚培养一、胚培养2.胚培养技术胚培养技术 胚龄与胚性发育的关系胚龄与胚性发育的关系 胚龄越小，离体培养越困难；胚龄越小，离体培养越困难；胚的发育分为自养期和异养期，双子叶植物球形胚之前属于异养，心胚的发育分为自养期和异养期，双子叶植物球形胚之前属于异养，心形胚以后转入自营养；形胚以后转入自营养；第23页，此课件共39页哦二、胚乳培养二、胚乳培养 胚乳培养（胚乳培养（Endosperm culture）：）：是指将胚乳组织从母是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技体上分离出来，通过离体培养，使其发

12、育成完整植株的技术。术。被子植物胚乳是由被子植物胚乳是由2个单倍的极核和个单倍的极核和1个单倍的精子结合而个单倍的精子结合而成的成的3倍体组织倍体组织。由它可获得无子结实的。由它可获得无子结实的3倍体植株，进而倍体植株，进而可将它加倍成可将它加倍成6倍体植株。倍体植株。裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。裸子植物裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。裸子植物的胚乳为配子体的一部分，由大孢子直接分裂发育而成，的胚乳为配子体的一部分，由大孢子直接分裂发育而成，因此是因此是单倍体组织单倍体组织。第24页，此课件共39页哦二、胚乳培养二、胚乳培养1.胚乳离体培养的意义胚乳离体培养的意义v胚乳

13、培养再生植株证明了全能性理论；胚乳培养再生植株证明了全能性理论；v研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能；v再生植株多为三倍体，产生无籽果实；再生植株多为三倍体，产生无籽果实；v可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型的非整倍体植株。的非整倍体植株。v胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天然产物代谢途径的理想系统。然产物代谢途径的理想系统。第25页，此课件共39页哦二、胚乳培养二、胚乳培养2.胚乳培养技术胚乳培养技术 胚乳培养过程胚乳培养过程 含胚乳的果实或种子含胚乳的果实或种子表面消毒表面消毒无菌条件下胚

14、乳的无菌条件下胚乳的剥离剥离接种培养基培养接种培养基培养 培养室温度培养室温度25-27，黑暗或弱光下，黑暗或弱光下第26页，此课件共39页哦二、胚乳培养二、胚乳培养2.胚乳培养技术胚乳培养技术 影响植物胚乳培养的主要因素影响植物胚乳培养的主要因素 胚乳是一种独特的组织，在被子植物中它是双受精的胚乳是一种独特的组织，在被子植物中它是双受精的产物，在倍性上属于三倍体，事实上我们培养胚乳的首要产物，在倍性上属于三倍体，事实上我们培养胚乳的首要目的也是为了直接获得目的也是为了直接获得三倍体植株。三倍体植株。基因型基因型 胚乳的发生类型和发育程度：胚乳的发生类型和发育程度：胚乳处于细胞形成期并胚乳处于

15、细胞形成期并仍保持旺盛分生能力。（游离胚乳核时期和成熟胚乳时期仍保持旺盛分生能力。（游离胚乳核时期和成熟胚乳时期均不适合）。均不适合）。胚因子胚因子 培养基培养基第27页，此课件共39页哦二、胚乳培养二、胚乳培养2.胚乳培养技术胚乳培养技术 胚乳培养的器官发生胚乳培养的器官发生 愈伤组织形成、器官发生愈伤组织形成、器官发生 （1）愈伤组织的诱导）愈伤组织的诱导 （2）愈伤组织的再分化）愈伤组织的再分化 （3）胚乳苗的生根培养）胚乳苗的生根培养第28页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养雌蕊与子房的类型雌蕊与子房的类型第29页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培

16、养柱头柱头花柱花柱子房子房花梗花梗花托花托花组成花组成胚囊胚囊卵细胞卵细胞株心株心珠珠 孔孔反足细胞反足细胞珠珠 被被胚珠胚珠极核极核 株柄株柄第30页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养成熟胚珠成熟胚珠合点合点珠心珠心珠被珠被珠柄珠柄珠孔珠孔胚囊胚囊第31页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养第32页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养1.胚珠培养和子房培养的意义胚珠培养和子房培养的意义胚珠培养的意义胚珠培养的意义:u防止杂种胚早期败育，获得杂种植株；防止杂种胚早期败育，获得杂种植株；u受精前胚珠培养，可作为试管受精的基础；受精前胚珠培养

17、，可作为试管受精的基础；u未受精胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于单倍体育未受精胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于单倍体育种。种。子房培养的意义子房培养的意义:u获得杂种植株；获得杂种植株；u未授精子房培养为试管受精提供技术基础；未授精子房培养为试管受精提供技术基础；u未受精子房培养能获得获得单倍体植株，用于单倍体育种未受精子房培养能获得获得单倍体植株，用于单倍体育种。第33页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养和子房培养的技术 胚珠培养：胚珠培养：将胚珠从母株中分离出来，放在无菌的人工将胚珠从母株中分离出来，放在无菌的人工环境条件下，

18、让其进一步生长发育，以致形成幼苗的过程。环境条件下，让其进一步生长发育，以致形成幼苗的过程。根据胚珠是否受精分为两类：根据胚珠是否受精分为两类：受精胚珠的培养受精胚珠的培养 未受精胚珠的培养未受精胚珠的培养 植物胚珠结构图示植物胚珠结构图示第34页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养和子房培养的技术 胚珠培养胚珠培养 胚珠培养的方法胚珠培养的方法 培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房，如培养未培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房，如培养未受精胚珠，则在授粉前摘取子房受精胚珠，则在授粉前摘取子房表面灭菌表面灭菌剖开子房壁剖开子房壁，取出胚珠或

19、带胚珠的胎座接种培养。，取出胚珠或带胚珠的胎座接种培养。影响胚珠培养成功的因素影响胚珠培养成功的因素 材料的选择材料的选择 发育时期发育时期 胎座组织胎座组织 培养基培养基 第35页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养和子房培养的技术 子房培养：子房培养：将子房从母株上摘下，放在无菌的人工环境条将子房从母株上摘下，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。包括件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。包括授粉子房授粉子房和和未授粉子房未授粉子房培养。培养。受精后的子房仍需进行表面消毒后再接种。而未受精受精后的子房

20、仍需进行表面消毒后再接种。而未受精子房可将花被表面消毒后，在无菌条件下直接剥取子房接子房可将花被表面消毒后，在无菌条件下直接剥取子房接种。种。子房培养只需较简单的培养基即可形成果实，并含成子房培养只需较简单的培养基即可形成果实，并含成熟种子。熟种子。子房培养的方法子房培养的方法授粉或授粉后的子房授粉或授粉后的子房表面消毒表面消毒接种培养接种培养第36页，此课件共39页哦三、胚珠和子房培养三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养和子房培养的技术 子房培养子房培养 影响子房培养的因素影响子房培养的因素v材料的选择：品种间的差异、胚囊发育时期材料的选择：品种间的差异、胚囊发育时期v培养

21、基：基本培养基、激素、蔗糖（培养基：基本培养基、激素、蔗糖（3-10%3-10%）v接种方式：要注意极性；营养吸收接种方式：要注意极性；营养吸收 单倍体来源和发育途径单倍体来源和发育途径v由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体v卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍体卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍体v非正常发育的大孢子四分体产生单倍体非正常发育的大孢子四分体产生单倍体 第37页，此课件共39页哦四、离体授粉与离体受精四、离体授粉与离体受精1.离体授粉与离体受精的意义离体授粉与离体受精的意义可以克服远缘杂交中的不亲和性，特别是离体子房授可以克服远缘杂

22、交中的不亲和性，特别是离体子房授粉和离体胚珠授粉，能消除柱头和花柱所造成的受精前粉和离体胚珠授粉，能消除柱头和花柱所造成的受精前障碍。障碍。克服自我不亲和性克服自我不亲和性诱导孤雌生殖诱导孤雌生殖双受精及胚台早期发育的机理研究双受精及胚台早期发育的机理研究 第38页，此课件共39页哦四、离体授粉与离体受精四、离体授粉与离体受精2.离体授粉与离体受精技术离体授粉与离体受精技术 离体授粉技术：离体授粉技术：将未授粉的离体胚珠或子房接种在培养上将未授粉的离体胚珠或子房接种在培养上，然后在试管内撒播花粉。花粉发芽后，花粉管长入胚珠，然后在试管内撒播花粉。花粉发芽后，花粉管长入胚珠内受精。受精后的胚珠进一步发育成种子。内受精。受精后的胚珠进一步发育成种子。根据授粉的部位可分为：根据授粉的部位可分为：离体胚珠授粉、离体胎座授粉和离体胚珠授粉、离体胎座授粉和离体柱头授粉离体柱头授粉第39页，此课件共39页哦