植物组织培养第四章植物胚胎培养及离体授粉.ppt

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1、第四章第四章植物胚胎培养及离体授粉植物胚胎培养及离体授粉陈传红陈传红 制作制作 2007/5本章内容提要：本章内容提要：一、胚胎培养的概念、内容与意义一、胚胎培养的概念、内容与意义二、胚胎培养的方法二、胚胎培养的方法三、胚乳培养的意义与方法三、胚乳培养的意义与方法四、植物的离体受精四、植物的离体受精陈传红陈传红 制作制作 2007/5一、胚胎培养一、胚胎培养 什么是胚胎什么是胚胎？植物在受精后，受精卵形成合子，随即进行第一植物在受精后，受精卵形成合子，随即进行第一次分裂，进而形成分生组织和幼胚，再发育成成次分裂，进而形成分生组织和幼胚，再发育成成熟胚。熟胚。什么是胚胎培养？什么是胚胎培养？是指

2、对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培是指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植株的技术。养，使其发育成完整植株的技术。陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚胎培养的意义胚胎培养的意义1、通过离体授粉（试管受精）可克服种属、通过离体授粉（试管受精）可克服种属间受精障碍间受精障碍2、打破种子休眠、打破种子休眠3、缩短育种周期、缩短育种周期4、克服种子活力低下和自然不育等。、克服种子活力低下和自然不育等。5、用于研究胚胎发育的生理生化变化，以、用于研究胚胎发育的生理生化变化，以及影响胚发育的因素及影响胚发育的因素陈传红陈传红 制作制作 2007/5植物不育机理植物不育机理1 1

3、、自然隔离、自然隔离拒绝变异种受精拒绝变异种受精拒绝自花受精拒绝自花受精2 2、植物受精不育障碍的几中形式、植物受精不育障碍的几中形式花粉在柱头上不萌发花粉在柱头上不萌发花粉管萌发，但胚败育花粉管萌发，但胚败育无同源染色体染色体，不能配对无同源染色体染色体，不能配对陈传红陈传红 制作制作 2007/5打破种子休眠打破种子休眠种子休眠的几种原因种子休眠的几种原因1、种胚发育不全2、有抑制物质的存在3、种皮柔韧坚硬4、还未完成后熟陈传红陈传红 制作制作 2007/5应用应用缩短育种周期缩短育种周期 如：柑橘克服种子生活力低下，使萌发率提高克服种子生活力低下，使萌发率提高克服种子自然不育克服种子自然

4、不育陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚胎培养的内容与概念胚胎培养的内容与概念胚胎培养的类型胚胎培养的类型1、成熟胚培养、成熟胚培养2、幼胚胎培养、幼胚胎培养胚珠培养胚珠培养1、未受精的胚胎培养、未受精的胚胎培养2、受精后的胚胎的培养、受精后的胚胎的培养3、胚乳培养、胚乳培养4、试管受精、试管受精陈传红陈传红 制作制作 2007/5雌蕊的主要部分雌蕊的主要部分是子房，子房的是子房，子房的胚珠中产生胚囊，胚珠中产生胚囊，并在成熟胚囊中并在成熟胚囊中产生卵细胞，胚产生卵细胞，胚珠是子房中的重珠是子房中的重要结构。要结构。陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚发育和种子结构胚发育和种子结构合子发育

5、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陈传红陈传红 制作制作 2007/5离体幼胚的培养方法离体幼胚的培养方法1、材料的选择与灭菌、材料的选择与灭菌不同植物根据目的的不同，选材会有所不不同植物根据目的的不同，选材会有所不同，如：胚发育时期，取材时间同，如：胚发育时期，取材时间胚胎灭菌方法。胚胎灭菌方法。陈传红陈传红 制作制作 2007/52、分离与培养、分离与培养幼胚培养的操作方法与成熟胚培养方法基本相同，值得幼胚培养的操作方法与成熟胚培养方法基本相同，值得注意的是切取幼胚必须在高倍解剖镜下进行，操作时要注意的是切取幼胚必须在高倍解剖镜下进行，操作时要

6、特别细心，尽量取出完整的胚。特别细心，尽量取出完整的胚。3、三种明显不同的生长方式、三种明显不同的生长方式一是，一是，继续进行正常的胚胎发育，维持继续进行正常的胚胎发育，维持“胚性生长胚性生长”；二是，二是，在培养后迅速萌发成幼苗，而不继续进行胚性生在培养后迅速萌发成幼苗，而不继续进行胚性生长，通常称为长，通常称为“早熟萌发早熟萌发”；三是，三是，多数情况下，胚在培养基中能发生细胞增殖形成多数情况下，胚在培养基中能发生细胞增殖形成愈伤组织，并由此再分化形成多个胚状体或芽原基。愈伤组织，并由此再分化形成多个胚状体或芽原基。陈传红陈传红 制作制作 2007/5幼胚培养的发育过程幼胚培养的发育过程1

7、）异养期）异养期 以荠菜为例：胚为球型以前为幼胚以荠菜为例：胚为球型以前为幼胚。2）自养期）自养期 当发育到心型期才转入自养。当发育到心型期才转入自养。陈传红陈传红 制作制作 2007/5幼胚培养的关键：幼胚培养的关键：提供幼胚所必需的营养和环境条件。提供幼胚所必需的营养和环境条件。影响培养的条件：影响培养的条件：(1)培养基培养基(2)生长调节物质生长调节物质(3)天然提取物的作用天然提取物的作用(4)温光条件（以光暗交替培养较为有利）温光条件（以光暗交替培养较为有利）(5)其他，如有较高的蔗糖浓度，高渗透其他，如有较高的蔗糖浓度，高渗透 压，较高浓度的氨基酸及无机盐。压，较高浓度的氨基酸及

8、无机盐。(6)培养基培养基pH陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚龄与胚性发育的关系胚龄与胚性发育的关系1、培养已经分化的成熟胚；、培养已经分化的成熟胚；2、培养未分化的幼胚；、培养未分化的幼胚；3、早期胚球培养。、早期胚球培养。陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚乳：胚乳：X X3n3n（2 n 2 n 极核极核1n1n精子）是营养组织，影响胚的发育。精子）是营养组织，影响胚的发育。有些植物种子无胚乳存在（豆科和葫有些植物种子无胚乳存在（豆科和葫芦科）；芦科）；有些植物种子中有胚乳在存在，贮存有些植物种子中有胚乳在存在，贮存大量营养物质（禾谷类，椰子，咖啡）大量营养物质（禾谷类，椰子，咖

9、啡）1、定义：、定义：将胚乳从母体上分离将胚乳从母体上分离出来，放在无菌的人工环境条件下，出来，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。苗的过程。二、胚乳培养二、胚乳培养陈传红陈传红 制作制作 2007/52、胚乳离体培养的意义、胚乳离体培养的意义胚乳是由两个单倍的极核和一个单倍的精胚乳是由两个单倍的极核和一个单倍的精子结合而成的子结合而成的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，进而可倍体植株，进而可将它加倍成将它加倍成6倍体植株。倍体植株。3、胚乳离体培养的研究进展、胚乳离体培养的研究进展（1）仅能形

10、成愈伤组织；）仅能形成愈伤组织；（2）达到器官水平）达到器官水平；（3）能形成完整植株。）能形成完整植株。陈传红陈传红 制作制作 2007/54、胚乳培养的方法与技术关键、胚乳培养的方法与技术关键胚乳培养的方法胚乳培养的方法1）胚乳外植体的置备）胚乳外植体的置备2）胚乳愈伤组织诱导与形态建成）胚乳愈伤组织诱导与形态建成3）三倍体后代的特征）三倍体后代的特征 a、形态特征；、形态特征；b、再生植株的倍性。、再生植株的倍性。关键技术关键技术1）胚乳发育时期的影响）胚乳发育时期的影响2）胚性因子的作用）胚性因子的作用3）培养基）培养基pH对胚乳组织培养的影响对胚乳组织培养的影响陈传红陈传红 制作制作

11、 2007/55、胚乳培养过程、胚乳培养过程胚乳胚乳胚状体发育成苗胚状体发育成苗不定芽苗不定芽苗柚，柑桔和枣柚，柑桔和枣大麦大麦,水稻水稻,玉米玉米,苹果苹果,马铃薯马铃薯愈伤组织愈伤组织形态发生形态发生陈传红陈传红 制作制作 2007/5胚珠培养：胚珠培养：是将授粉的子房在无菌的条件下解剖后，是将授粉的子房在无菌的条件下解剖后，取出胚珠置于培养基培养的过程。取出胚珠置于培养基培养的过程。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。优点：优点：可以解决像兰科植物成熟胚较小不易培养的可以解决像兰科植物成熟胚较小不易培养的问题；在未受精的胚珠培养中，可诱发大孢子发育问题

12、；在未受精的胚珠培养中，可诱发大孢子发育成单倍体，用于单倍体育种。成单倍体，用于单倍体育种。三、植物胚珠和子房培养三、植物胚珠和子房培养陈传红陈传红 制作制作 2007/51、作用、作用a.促进原胚继续生长，使杂种幼胚发育成促进原胚继续生长，使杂种幼胚发育成熟；熟；成功例子：四季桔、柑、凤仙花、洋葱成功例子：四季桔、柑、凤仙花、洋葱成功的植物：西葫芦、莴苣、百合等成功的植物：西葫芦、莴苣、百合等b.未授粉胚珠和子房，诱导孤雌生殖，产生未授粉胚珠和子房，诱导孤雌生殖，产生雌性单倍体雌性单倍体陈传红陈传红 制作制作 2007/52 2、外植体消毒和接种、外植体消毒和接种3 3、培养基及培养条件、培

13、养基及培养条件4 4、离体培养胚胎的发育、离体培养胚胎的发育 胚珠或授粉子房培养，合子胚可以更好地发育成植株。但胚珠或授粉子房培养，合子胚可以更好地发育成植株。但如果条件不适，也容易从幼胚或珠心组织产生愈伤组织。如果条件不适，也容易从幼胚或珠心组织产生愈伤组织。芸香科易产生珠心胚。培养胚珠，获得大量珠心胚，用以芸香科易产生珠心胚。培养胚珠，获得大量珠心胚，用以品种复壮、快速繁殖和获得无病毒苗。同时，通过珠心组织品种复壮、快速繁殖和获得无病毒苗。同时，通过珠心组织培养，产生胚性愈伤组织，建立胚性组织培养实验体系。培养，产生胚性愈伤组织，建立胚性组织培养实验体系。陈传红陈传红 制作制作 2007/

14、5 取授粉取授粉4-8d后的幼果，常规消毒后，在无菌条件后的幼果，常规消毒后，在无菌条件下切开果实，取出种子，小心分离出胚乳。接种下切开果实，取出种子，小心分离出胚乳。接种在培养基上，可用在培养基上，可用MS、White等，加入等，加入2，4-D或或NAA05-20mg/L，BAO1-1OmgL。应用举例应用举例见课本7677页陈传红陈传红 制作制作 2007/5四、植物的离体受精四、植物的离体受精离体受精的概念和意义离体受精的概念和意义离体受精的方法离体受精的方法 见书79_83页陈传红陈传红 制作制作 2007/5离体受精成功的技术离体受精成功的技术离体胚珠的成活率与受精力离体胚珠的成活率与受精力花粉萌发和花粉管的生长速度花粉萌发和花粉管的生长速度花粉的灭菌花粉的灭菌鉴别受精的标记性状鉴别受精的标记性状陈传红陈传红 制作制作 2007/5作业：作业：1 1、如何剥离幼胚？、如何剥离幼胚？2 2、为什么幼胚比成熟胚培养要求的培养基、为什么幼胚比成熟胚培养要求的培养基成分复杂？成分复杂？3 3、胚胎培养技术在育种工作中有哪些应用、胚胎培养技术在育种工作中有哪些应用？4 4、植物胚胎培养分为哪些类型、植物胚胎培养分为哪些类型?各有何特点各有何特点和要求和要求?胚胎培养有何重要意义胚胎培养有何重要意义?陈传红陈传红 制作制作 2007/5