花药培养和花粉培养.pptx

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1、主要内容主要内容花粉和花药培养技术花粉和花药培养技术花粉和花药培养应用花粉和花药培养应用第1页/共44页(1)(1)掌握花药培养和花粉培养的区别掌握花药培养和花粉培养的区别掌握花药培养和花粉培养的区别掌握花药培养和花粉培养的区别(2)(2)了解花药最佳接种时期了解花药最佳接种时期了解花药最佳接种时期了解花药最佳接种时期(3)(3)掌握花药培养的大致过程掌握花药培养的大致过程掌握花药培养的大致过程掌握花药培养的大致过程(4)(4)掌握花粉发育的四种途径掌握花粉发育的四种途径掌握花粉发育的四种途径掌握花粉发育的四种途径(5)(5)掌握花粉培养的大致过程掌握花粉培养的大致过程掌握花粉培养的大致过程掌

2、握花粉培养的大致过程 教学目的与要求教学目的与要求第2页/共44页胚珠胚珠胚珠胚珠第3页/共44页第4页/共44页花的结构花的结构花的结构花的结构 第5页/共44页第6页/共44页花药花药花药花药是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；花粉花粉花粉花粉是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似花药和花粉都可以在培养过程中诱导单倍体细胞系和单倍体花药和花粉都可以在培养过程中诱导单倍体细

3、胞系和单倍体花药和花粉都可以在培养过程中诱导单倍体细胞系和单倍体花药和花粉都可以在培养过程中诱导单倍体细胞系和单倍体植株。植株。植株。植株。单倍体植株单倍体植株单倍体植株单倍体植株经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可缩短育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要缩短育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要缩短育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要缩短育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要手段。手段。手段。手段。一、概述一、概述第7

4、页/共44页植物的花粉植物的花粉植物的花粉植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细胞的一半，叫做只有体细胞的一半，叫做只有体细胞的一半，叫做只有体细胞的一半，叫做单倍体细胞单倍体细胞单倍体细胞单倍体细胞(haploid cell)(haploid cell)。花粉和花药的培养花粉和花药的培养花粉和花药的培养花粉和花药的培养(pollen and anther culture)(pollen and anther culture)是指花粉在培是指花粉在

5、培是指花粉在培是指花粉在培养基上改变其正常发育和机能，不经受精而发生细胞分裂，养基上改变其正常发育和机能，不经受精而发生细胞分裂，养基上改变其正常发育和机能，不经受精而发生细胞分裂，养基上改变其正常发育和机能，不经受精而发生细胞分裂，由单个花粉粒发育成完整植株的技术。由单个花粉粒发育成完整植株的技术。由单个花粉粒发育成完整植株的技术。由单个花粉粒发育成完整植株的技术。用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株，叫做用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株，叫做用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株，叫做用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株，叫做单倍体植物单倍体植物单

6、倍体植物单倍体植物(haplobiont)(haplobiont)。一、概述一、概述第8页/共44页花药培养花药培养花药培养花药培养是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的花药花药花药花药接种到人工培养接种到人工培养接种到人工培养接种到人工培养基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的技术。化成植株的技术。化成植株的技术。化成植株的技术。第9页/共44页 花粉和花药培养的研究意义花粉和花药培养的研究意义诱

7、导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期有利于筛选隐性突变体，提高选择效率有利于筛选隐性突变体，提高选择效率有利于筛选隐性突变体，提高选择效率有利于筛选隐性突变体，提高选择效率获得无病毒个体获得无病毒个体获得无病毒个体获得无病毒个体有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株单倍体植株育种第10页/共44页 花药培养

8、简史花药培养简史19641964年：印度学者年：印度学者年：印度学者年：印度学者古哈古哈古哈古哈(Guha)(Guha)和和和和马斯瓦瑞马斯瓦瑞马斯瓦瑞马斯瓦瑞 （Maheswari Maheswari）将南洋金花花药培养发育成胚将南洋金花花药培养发育成胚将南洋金花花药培养发育成胚将南洋金花花药培养发育成胚19671967年：年：年：年：包金包金包金包金(Bourgin)(Bourgin)和和和和尼奇尼奇尼奇尼奇(Nitsch)(Nitsch)花药培养获得烟草植花药培养获得烟草植花药培养获得烟草植花药培养获得烟草植株株株株19731973年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株年：我国首次报

9、道了小麦花药培养获得再生植株年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株目前：许多农作物及经济植物通过花粉培养都能诱导成植目前：许多农作物及经济植物通过花粉培养都能诱导成植目前：许多农作物及经济植物通过花粉培养都能诱导成植目前：许多农作物及经济植物通过花粉培养都能诱导成植株株株株第11页/共44页花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植株，并使单倍体加倍，花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植株，并使单倍体加倍，花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植株，并使单倍体加倍，花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植株，并使单倍体加倍，作为育种材料的

10、来源。作为育种材料的来源。作为育种材料的来源。作为育种材料的来源。利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同基因型的配子发育而来，利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同基因型的配子发育而来，利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同基因型的配子发育而来，利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同基因型的配子发育而来，具有丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后，具有丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后，具有丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后，具有丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后，选出优良者直接用于生产或配制杂

11、交组合，获得优良杂交种子。选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得优良杂交种子。选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得优良杂交种子。选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得优良杂交种子。构建永久性分离群体构建永久性分离群体构建永久性分离群体构建永久性分离群体双单倍体系双单倍体系双单倍体系双单倍体系（Doubled haploid)Doubled haploid)，用于基因定位。，用于基因定位。，用于基因定位。，用于基因定位。双单倍体：双单倍体：双单倍体：双单倍体：是指单倍体细胞（花粉或卵细胞）经过人工或自发加倍后得是指单倍体细胞（花粉或卵细胞）经过人工或自发加倍后得是指单倍体细胞（花粉

12、或卵细胞）经过人工或自发加倍后得是指单倍体细胞（花粉或卵细胞）经过人工或自发加倍后得到双单倍体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。到双单倍体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。到双单倍体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。到双单倍体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。花药培养与单倍体育种花药培养与单倍体育种第12页/共44页大大缩短育种周期大大缩短育种周期通通通通过过过过多多多多次次次次自自自自交交交交或或或或近近近近交交交交获获获获得得得得的的的的几几几几乎乎乎乎是是是是同同同同质质质质结结结结合合合合的的的的品品品品系系系系 单单单单倍倍倍倍体体体体植植植植株株株株

13、再再再再通通通通过过过过某某某某种种种种手手手手段段段段使使使使染染染染色色色色体体体体组组组组加加加加倍倍倍倍（如如如如秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素处处处处理理理理）从从从从而而而而使使使使植植植植物物物物恢恢恢恢复复复复正正正正常常常常染染染染色色色色体体体体数数数数 第13页/共44页确定取材时间确定取材时间确定取材时间确定取材时间选择大致处于所需要时期的选择大致处于所需要时期的选择大致处于所需要时期的选择大致处于所需要时期的花蕾花蕾花蕾花蕾。由于花粉发育时期和植株。由于花粉发育时期和植株。由于花粉发育时期和植株。由于花粉发育时期和植株的某些外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些

14、外部的某些外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部的某些外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部的某些外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时标志，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时标志，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时标志，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。期。期。期。在在在在水稻水稻水稻水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，

15、在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为5 515cm15cm，颖片（禾本科植物小，颖片（禾本科植物小，颖片（禾本科植物小，颖片（禾本科植物小穗基部，由苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长穗基部，由苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长穗基部，由苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长穗基部，由苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的度的度的度的1/21/2这些条件来判断。这些条件来判断。这些条件来判断。这些条件来判断。二、花药培养技术二、花药培养技术第14页/共44页水稻花药培养水稻花药培养旗叶鞘用旗叶鞘用旗叶

16、鞘用旗叶鞘用7070酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中7070酒精，洗酒精，洗酒精，洗酒精，洗2 2遍遍遍遍用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上培养培养培养培养5 5天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑褐色，2020天花药裂开，长出淡黄色的天花药裂

17、开，长出淡黄色的天花药裂开，长出淡黄色的天花药裂开，长出淡黄色的花粉愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。花粉愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。花粉愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。花粉愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。第15页/共44页选取主穗（一级侧枝）的选取主穗（一级侧枝）的选取主穗（一级侧枝）的选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的花花蕾，因为一级侧枝的花花蕾，因为一级侧枝的花花蕾，因为一级侧枝的花蕾发育良好，数量大，发蕾发育良好，数量大，发蕾发育良好，数量大，发蕾发育良好，数量大，发育同步。育同步。育同步。育同步。操作过程中不应使花药受操作过程中不应使花药受操

18、作过程中不应使花药受操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则应到损伤，若受损伤，则应到损伤，若受损伤，则应到损伤，若受损伤，则应淘汰，因为损伤常常会刺淘汰，因为损伤常常会刺淘汰，因为损伤常常会刺淘汰，因为损伤常常会刺激花粉壁形成二倍体的愈激花粉壁形成二倍体的愈激花粉壁形成二倍体的愈激花粉壁形成二倍体的愈伤组织。伤组织。伤组织。伤组织。注意事项注意事项第16页/共44页光照光照光照光照(1218h(1218h，5,00010,000 lx5,00010,000 lx，28)28)黑暗黑暗黑暗黑暗(12-16h(12-16h，22)22)周期交替进行。周期交替进行。周期交替进行。周期交替进行。花

19、药培养的条件花药培养的条件第17页/共44页花粉发育时期是影响培养效果的重要因素花粉发育时期是影响培养效果的重要因素花粉发育时期是影响培养效果的重要因素花粉发育时期是影响培养效果的重要因素在诱导花粉进行雄性发育在诱导花粉进行雄性发育在诱导花粉进行雄性发育在诱导花粉进行雄性发育(指小孢子沿孢子体途径发育成花粉指小孢子沿孢子体途径发育成花粉指小孢子沿孢子体途径发育成花粉指小孢子沿孢子体途径发育成花粉植株植株植株植株)过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，

20、对多数植物来说，物来说，物来说，物来说，单核中期或晚期的花粉单核中期或晚期的花粉单核中期或晚期的花粉单核中期或晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈最容易形成花粉胚或花粉愈最容易形成花粉胚或花粉愈最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。伤组织。伤组织。伤组织。如如如如南洋金花南洋金花南洋金花南洋金花、烟草烟草烟草烟草和和和和芍药芍药芍药芍药中的最适时期是第一次有丝分裂时中的最适时期是第一次有丝分裂时中的最适时期是第一次有丝分裂时中的最适时期是第一次有丝分裂时期或稍前后，期或稍前后，期或稍前后，期或稍前后，禾本科植物禾本科植物禾本科植物禾本科植物在单核早期在单核早期在单核早期在单核早期(大麦大麦大麦大麦)或

21、单核中期或单核中期或单核中期或单核中期(玉米、玉米、玉米、玉米、小麦小麦小麦小麦)反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。1、影响花药诱导频率的因素、影响花药诱导频率的因素第18页/共44页 花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响很大很大很大很大例如：水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗比例如：水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗比例如：水稻、小麦、大麦等

22、禾本科植物，主茎穗比例如：水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗比分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，同步化同步化同步化同步化程度高程度高程度高程度高。第19页/共44页 培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件我国科学工作者对水稻、小麦的花药培养基做了改进，研制我国科学工作者对水稻、小麦的花药培养基做了改进，研制我国科学工作者对水

23、稻、小麦的花药培养基做了改进，研制我国科学工作者对水稻、小麦的花药培养基做了改进，研制出出出出N6N6培养基。在培养基。在培养基。在培养基。在N6N6培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。高。高。高。N6N6培养基的特点培养基的特点培养基的特点培养基的特点是是是是铵离子浓度较低铵离子浓度较低铵离子浓度较低铵离子浓度较低。随后，进一步降低随后，进一步降低随后，进一步降低随后，进一步降低铵盐铵盐铵盐铵盐和和和和硝酸盐硝酸盐硝酸盐硝酸盐浓度，同时附加浓度，同时附加浓度，同时附加浓度，同时附加生物素生

24、物素生物素生物素，研，研，研，研制出制出制出制出C17C17和和和和W14W14培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。愈率。愈率。愈率。以以以以马铃薯提取液马铃薯提取液马铃薯提取液马铃薯提取液为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地应用于小麦花药培养，效果良好。应用于小麦花药培养，效果良好。应用于小麦花药培养，效果良好。应用于小麦花药培养，效果良好。第20页/共44

25、页培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径一般在禾本科植物中，常用一般在禾本科植物中，常用一般在禾本科植物中，常用一般在禾本科植物中，常用1 15mg/L 2,4-D5mg/L 2,4-D或或或或NAANAA诱导花粉愈伤诱导花粉愈伤诱导花粉愈伤诱导花粉愈伤组织形成，再将愈伤组织转移至组织形成，再将愈伤组织转移至组织形成，再将愈伤组织转移至组织形成，再将愈伤组织转移至降低或去除生长素或补加细胞分降低或去除生长素或补加细胞分降低或去除生长素或补加细

26、胞分降低或去除生长素或补加细胞分裂素类物质的分化培养基上，以裂素类物质的分化培养基上，以裂素类物质的分化培养基上，以裂素类物质的分化培养基上，以诱导器官分化和再生植株形成。诱导器官分化和再生植株形成。诱导器官分化和再生植株形成。诱导器官分化和再生植株形成。第21页/共44页培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化有显著影响培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化有显著影响培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化有显著影响培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化有显著影响朱至清等朱至清等朱至清等朱至清等(1990)(1990)报道在过滤灭菌的条件下，若以报道在过滤灭菌的条件下，若以报道在过滤灭菌的条件下，若以报

27、道在过滤灭菌的条件下，若以0.21 mg/L0.21 mg/L葡葡葡葡萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖，小麦花粉胚的诱导萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖，小麦花粉胚的诱导萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖，小麦花粉胚的诱导萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖，小麦花粉胚的诱导频率可增加频率可增加频率可增加频率可增加2 21010倍。倍。倍。倍。一般说来，高蔗糖浓度可以抑制体细胞的生长而对花粉的生一般说来，高蔗糖浓度可以抑制体细胞的生长而对花粉的生一般说来，高蔗糖浓度可以抑制体细胞的生长而对花粉的生一般说来，高蔗糖浓度可以抑制体细胞的生长而对花粉的生长无妨碍。长无妨碍。长无妨碍。长无妨碍。最适

28、蔗糖浓度：最适蔗糖浓度：最适蔗糖浓度：最适蔗糖浓度：烟草的为烟草的为烟草的为烟草的为3 3水稻为水稻为水稻为水稻为3 36 6玉米则为玉米则为玉米则为玉米则为12121515第22页/共44页在培养基中加入活性炭能促进花药培养在培养基中加入活性炭能促进花药培养在培养基中加入活性炭能促进花药培养在培养基中加入活性炭能促进花药培养水稻的柱头-花药第23页/共44页以以以以1 155预低温处理预低温处理预低温处理预低温处理小麦幼穗小麦幼穗小麦幼穗小麦幼穗，能提高花粉愈伤组织的，能提高花粉愈伤组织的，能提高花粉愈伤组织的，能提高花粉愈伤组织的产量。产量。产量。产量。例如，在例如，在例如，在例如，在44

29、下冷冻下冷冻下冷冻下冷冻石刁柏花蕾石刁柏花蕾石刁柏花蕾石刁柏花蕾，预处理，预处理，预处理，预处理4 4天、天、天、天、8 8天和天和天和天和1212天天天天，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高2.42.4倍、倍、倍、倍、1.91.9和和和和1.51.5倍。倍。倍。倍。各种植物要求预处理的温度和时间不同。各种植物要求预处理的温度和时间不同。各种植物要求预处理的温度和时间不同。各种植物要求预处理的温度和时间不同。2、低温预处理可以提高花粉胚的诱导频率低温预处理可以提高花粉胚的诱导频率第24页/共44

30、页小麦小麦小麦小麦要求先高温培养要求先高温培养要求先高温培养要求先高温培养6464天之后，再转入天之后，再转入天之后，再转入天之后，再转入28283030下培养。一下培养。一下培养。一下培养。一直高温培养效果并不好。直高温培养效果并不好。直高温培养效果并不好。直高温培养效果并不好。较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤组织，但愈伤组织较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤组织，但愈伤组织较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤组织，但愈伤组织较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤组织，但愈伤组织分化分化分化分化白化苗白化苗白化苗白化苗的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一的频率也高。控制培养温度仍是

31、减少白化苗的一的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措施。个有效措施。个有效措施。个有效措施。培养温度是影响花药反应的一个重要因素培养温度是影响花药反应的一个重要因素第25页/共44页3、花药培养过程、花药培养过程花药材料的选取花药材料的选取花药材料的选取花药材料的选取关键选取处于合适发育期的花药，离体培养后才能启动花粉关键选取处于合适发育期的花药，离体培养后才能启动花粉关键选取处于合适发育期的花药，离体培养后才能启动花粉关键选取处于合适发育期的花药，离体培养后才能启动花粉发育。实践表明，发育。实践表明，发育。实践表明，发育。实践表明，从减数

32、分裂期至双核期的花药从减数分裂期至双核期的花药从减数分裂期至双核期的花药从减数分裂期至双核期的花药，均有可能，均有可能，均有可能，均有可能诱导离体孤雄发育。诱导离体孤雄发育。诱导离体孤雄发育。诱导离体孤雄发育。大多数园艺植物的花药培养，成功率最高的时期为单核期，大多数园艺植物的花药培养，成功率最高的时期为单核期，大多数园艺植物的花药培养，成功率最高的时期为单核期，大多数园艺植物的花药培养，成功率最高的时期为单核期，或单核中晚期。或单核中晚期。或单核中晚期。或单核中晚期。第26页/共44页黄心乌花药培养黄心乌花药培养黄心乌花药培养黄心乌花药培养 甜椒花药培养甜椒花药培养甜椒花药培养甜椒花药培养

33、第27页/共44页草莓草莓草莓草莓花药愈伤组织花药愈伤组织再生植株再生植株花药植株花药植株第28页/共44页杜兰小麦的花药培养杜兰小麦的花药培养A A 花药在花药在花药在花药在BAD-3BAD-3诱导下，诱导下，诱导下，诱导下，3 3周周周周后形成胚状体和愈伤组织后形成胚状体和愈伤组织后形成胚状体和愈伤组织后形成胚状体和愈伤组织B B 另一个花药在另一个花药在另一个花药在另一个花药在BAC-1BAC-1培养基培养基培养基培养基中已愈伤组织中长出叶片中已愈伤组织中长出叶片中已愈伤组织中长出叶片中已愈伤组织中长出叶片C C 更多的花药在更多的花药在更多的花药在更多的花药在BAD-3BAD-3培养基

34、培养基培养基培养基上诱导出愈伤组织与子叶上诱导出愈伤组织与子叶上诱导出愈伤组织与子叶上诱导出愈伤组织与子叶D D 从从从从BAC-1BAC-1转移到转移到转移到转移到BAD-1BAD-1分化分化分化分化培养基中形成的愈伤组织培养基中形成的愈伤组织培养基中形成的愈伤组织培养基中形成的愈伤组织E E 在在在在MSMS培养基中培养培养基中培养培养基中培养培养基中培养5-65-6周，周，周，周，愈伤组织开始分化根和绿色的愈伤组织开始分化根和绿色的愈伤组织开始分化根和绿色的愈伤组织开始分化根和绿色的新芽新芽新芽新芽F F 在在在在MSMS培养基中培养培养基中培养培养基中培养培养基中培养7-87-8周，周

35、，周，周，可形成大量的根和幼茎可形成大量的根和幼茎可形成大量的根和幼茎可形成大量的根和幼茎G G 在在在在MSMS再生培养基中培养再生培养基中培养再生培养基中培养再生培养基中培养8 8周周周周后，可由最初的花药形成小植后，可由最初的花药形成小植后，可由最初的花药形成小植后，可由最初的花药形成小植株株株株H H 由花药形成的健壮小植株由花药形成的健壮小植株由花药形成的健壮小植株由花药形成的健壮小植株I I 花药形成的植株在同样的花药形成的植株在同样的花药形成的植株在同样的花药形成的植株在同样的MSMS再生培养基中生长，可因培养再生培养基中生长，可因培养再生培养基中生长，可因培养再生培养基中生长，

36、可因培养条件改变而形成不正常的植株条件改变而形成不正常的植株条件改变而形成不正常的植株条件改变而形成不正常的植株第29页/共44页花粉植株染色体可自发加倍花粉植株染色体可自发加倍花粉植株染色体可自发加倍花粉植株染色体可自发加倍人工措施染色体加倍人工措施染色体加倍人工措施染色体加倍人工措施染色体加倍传统方法是用传统方法是用传统方法是用传统方法是用秋水仙素秋水仙素秋水仙素秋水仙素处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理单倍体植株，时间为单倍体植株，时间为单倍体植株，时间为单倍体植株，时间为242496 h96

37、h。浸泡试管苗方法浸泡试管苗方法浸泡试管苗方法浸泡试管苗方法处理芽方法处理芽方法处理芽方法处理芽方法浸根方法浸根方法浸根方法浸根方法单倍体植株的二倍化单倍体植株的二倍化第30页/共44页花药培养脱毒花药培养脱毒19741974年日本：花药培养可以脱除草莓病毒；年日本：花药培养可以脱除草莓病毒；年日本：花药培养可以脱除草莓病毒；年日本：花药培养可以脱除草莓病毒；花药采取时期花药采取时期花药采取时期花药采取时期单核期：花蕾单核期：花蕾单核期：花蕾单核期：花蕾4-6mm4-6mm，花药，花药，花药，花药1mm1mm花药诱导愈伤组织培养基花药诱导愈伤组织培养基花药诱导愈伤组织培养基花药诱导愈伤组织培养

38、基MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖30g+30g+琼琼琼琼脂脂脂脂7g/L7g/L增殖培养基增殖培养基增殖培养基增殖培养基MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖30g+30g+琼脂琼脂琼脂琼脂7g/L7g/L生根培养基生根培养基生根培养基生根培养基1/2MS+IBA0.2mg/L+1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭活性炭活性炭活性炭3g/L+3g/L+蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖20g+20g+琼脂琼脂琼脂琼

39、脂7g/L7g/L第31页/共44页毛曼陀罗花药培养，并诱发再生植株毛曼陀罗花药培养，并诱发再生植株毛曼陀罗花药培养，并诱发再生植株毛曼陀罗花药培养，并诱发再生植株第32页/共44页三、花粉培养三、花粉培养花粉培养成苗途径与花药培养比较花粉培养成苗途径与花药培养比较花粉培养成苗途径与花药培养比较花粉培养成苗途径与花药培养比较:相同点：相同点：相同点：相同点：胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径 不同点：不同点：不同点：不同点：花粉培养：花粉培养：花粉培养：花粉培养：需进行花粉的分

40、离需进行花粉的分离需进行花粉的分离需进行花粉的分离 特殊的花粉诱导培养特殊的花粉诱导培养特殊的花粉诱导培养特殊的花粉诱导培养第33页/共44页一、花粉培养的操作过程一、花粉培养的操作过程选幼年选幼年选幼年选幼年玉兰树花蕾玉兰树花蕾玉兰树花蕾玉兰树花蕾取下花蕾（镜检）取下花蕾（镜检）取下花蕾（镜检）取下花蕾（镜检）预培养数天预培养数天取花药取花药取花药取花药接种接种接种接种分离分离花粉花粉药壁向花粉提供营养物质药壁向花粉提供营养物质药壁向花粉提供营养物质药壁向花粉提供营养物质通过药壁吸收、贮存和转化培养基中的外源物质通过药壁吸收、贮存和转化培养基中的外源物质通过药壁吸收、贮存和转化培养基中的外源

41、物质通过药壁吸收、贮存和转化培养基中的外源物质过滤离心过滤离心过滤离心过滤离心再生再生再生再生低低低低温温温温预预预预处处处处理理理理消消消消毒毒毒毒第34页/共44页二、培养基二、培养基1.基本培养基基本培养基2.激素种类和浓度激素种类和浓度3.蔗糖浓度蔗糖浓度第35页/共44页1、基本培养基、基本培养基 MSMS和和和和HH培养基培养基培养基培养基：适合双子叶植物花药培养：适合双子叶植物花药培养：适合双子叶植物花药培养：适合双子叶植物花药培养 B5B5培养基：培养基：培养基：培养基：适合豆科和十字花科花药培养适合豆科和十字花科花药培养适合豆科和十字花科花药培养适合豆科和十字花科花药培养 N

42、6N6培养基：培养基：培养基：培养基：适合禾谷类作物的花药培养适合禾谷类作物的花药培养适合禾谷类作物的花药培养适合禾谷类作物的花药培养 第36页/共44页 细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素可促进胚状体形成可促进胚状体形成可促进胚状体形成可促进胚状体形成 生长素生长素生长素生长素可诱导愈伤组织形成可诱导愈伤组织形成可诱导愈伤组织形成可诱导愈伤组织形成 细胞分裂素与生长素比值高细胞分裂素与生长素比值高细胞分裂素与生长素比值高细胞分裂素与生长素比值高时可诱导愈伤组织分时可诱导愈伤组织分时可诱导愈伤组织分时可诱导愈伤组织分化苗化苗化苗化苗2、激素种类和浓度、激素种类和浓度第37页/共44页较高

43、浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织较低浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗较低浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗较低浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗较低浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗3、蔗糖浓度、蔗糖浓度第38页/共44页三、单倍体植株染色体加倍的方法三、单倍体植株染色体加倍的方法单倍体植物天然发生的途径：单倍体植物天然发生的途径：单倍体植物天然发生的途径：单倍体植物天然发生的途径：孤雌生殖孤雌生殖孤雌生殖孤雌生殖无配子生殖无配子生殖无配子生殖无配子生殖孤雄生殖孤雄生殖孤雄生殖孤雄生殖也称单性生殖，即卵不经过受精也能

44、发育成正常的新个体，如黄瓜也称单性生殖，即卵不经过受精也能发育成正常的新个体，如黄瓜 是指配子体可以不经过配子的结合而直接产生孢子体的，如蕨类植物是指配子体可以不经过配子的结合而直接产生孢子体的，如蕨类植物 是指由雄性配子直接进行胚胎发育成新个体。通常由杂交或实验处理是指由雄性配子直接进行胚胎发育成新个体。通常由杂交或实验处理后获得的，自然界中很少发生后获得的，自然界中很少发生 第39页/共44页单倍体植株染色体加倍的方单倍体植株染色体加倍的方法法1 1、自然加倍、自然加倍、自然加倍、自然加倍2 2、人工加倍：、人工加倍：、人工加倍：、人工加倍：用秋水仙素溶液浸苗、处理愈伤用秋水仙素溶液浸苗、

45、处理愈伤用秋水仙素溶液浸苗、处理愈伤用秋水仙素溶液浸苗、处理愈伤组织和用含组织和用含组织和用含组织和用含0.4%0.4%秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体植株的顶芽、腋芽，可得到能结实的二倍体植株。植株的顶芽、腋芽，可得到能结实的二倍体植株。植株的顶芽、腋芽，可得到能结实的二倍体植株。植株的顶芽、腋芽，可得到能结实的二倍体植株。3 3、愈伤组织反复继代培养，可得到二倍体植株、愈伤组织反复继代培养，可得到二倍体植株、愈伤组织反复继代培养，可得到二倍体植株、愈伤组织反复继代培养，可得到二倍体植株。第40页/共44页花药培养是器官

46、培养，花粉培养属细胞培养。花药培养是器官培养，花粉培养属细胞培养。花药培养是器官培养，花粉培养属细胞培养。花药培养是器官培养，花粉培养属细胞培养。花药培养一般选择花粉的花药培养一般选择花粉的花药培养一般选择花粉的花药培养一般选择花粉的单核期单核期单核期单核期进行接种。进行接种。进行接种。进行接种。花药培养包括：选择材料、消毒、接种培养、愈合花药培养包括：选择材料、消毒、接种培养、愈合花药培养包括：选择材料、消毒、接种培养、愈合花药培养包括：选择材料、消毒、接种培养、愈合组织生成、分化出单倍体植株。组织生成、分化出单倍体植株。组织生成、分化出单倍体植株。组织生成、分化出单倍体植株。花粉的发育途径

47、包括：营养细胞发育、生殖细胞发花粉的发育途径包括：营养细胞发育、生殖细胞发花粉的发育途径包括：营养细胞发育、生殖细胞发花粉的发育途径包括：营养细胞发育、生殖细胞发育、营养和生殖细胞同时发育及花粉均等分裂发育。育、营养和生殖细胞同时发育及花粉均等分裂发育。育、营养和生殖细胞同时发育及花粉均等分裂发育。育、营养和生殖细胞同时发育及花粉均等分裂发育。花粉培养包括花粉的分离、预处理、培养过程。花粉培养包括花粉的分离、预处理、培养过程。花粉培养包括花粉的分离、预处理、培养过程。花粉培养包括花粉的分离、预处理、培养过程。小结小结 第41页/共44页思考题思考题花药培养的研究意义花药培养的研究意义花药培养的研究意义花药培养的研究意义花药培养方法花药培养方法花药培养方法花药培养方法第42页/共44页谢谢观看谢谢观看谢谢观看谢谢观看!第43页/共44页感谢您的观看。第44页/共44页