花药培养和花粉培养课件.ppt

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1、花药培养和花粉培养第1页，此课件共53页哦(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)掌握花粉发育的途径掌握花粉发育的途径掌握花粉发育的途径掌握花粉发育的途径(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，此课件共53页哦花的

2、结构花的结构花的结构花的结构 第3页，此课件共53页哦第4页，此课件共53页哦四分体四分体:醋酸洋红染色醋酸洋红染色四分体四分体:Alexanders 染色染色单核期单核期双核期双核期成熟花粉粒成熟花粉粒处于不同发育时期的烟草小孢子第5页，此课件共53页哦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

3、在培养过程中诱导单倍体细胞系和单倍体植株。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。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。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。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，这样可缩经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可缩经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可缩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手段。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。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。

4、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。一、概述一、概述第6页，此课件共53页哦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，其染色体数目只有体细是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细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，叫做胞的一半，叫做胞的一半，叫做胞的一半，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 cult

5、ure)(pollen and anther culture)是指花粉在培养基上是指花粉在培养基上是指花粉在培养基上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，由单个花粉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。粒发育成完整植株的技术。粒发育成完整植株的技术。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

6、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，叫做单单单单倍体植物倍体植物倍体植物倍体植物(haplobiont)(haplobiont)。一、概述一、概述第7页，此课件共53页哦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基上进接种到人工培养基上进接种到人工培养基上进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化成植株的行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的

7、技术。技术。技术。技术。两者的异同点培养目的相同，均获得小孢子植株。花药培养属于器官培养；而花粉培养属于细胞培养。花粉培养没有药壁组织干扰；可计数小孢子产胚率；可观察雄核发育的全过程；单倍体产量高。但技术更复杂。第8页，此课件共53页哦花药或花粉培养的作用：供体植株小孢子（n）花培花粉植株（n）雄核发育自然加倍人工加倍纯合植株DH（2n）一年内获得纯系1、作物育种（1）缩短育种周期：常规育种需4-6年获得纯系，而小 孢子培养仅需一年。第9页，此课件共53页哦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

8、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10页，此课件共53页哦例子：二倍体供体植株基因型为AaBb，若要从后代中选择基因为AAbb的纯合单株常规方法：AAbb出现的概率为1/16，并且不能将AAbb与Aabb、aAbb区分开。（2 2）提高了目标

9、基因型的选择效率）提高了目标基因型的选择效率ABaBAbabABAABBAaBBAABbAaBbaBaABBaaBBaABbaaBbAbAabBAabBAAbbAabbabaAbBaabBaAbbaabb第11页，此课件共53页哦例子：二倍体供体植株基因型为AaBb，若要从后代中选择基因为AAbb的纯合单株单倍体方法：AAbb出现的概率为1/4。（2 2）提高了目标基因型的选择效率）提高了目标基因型的选择效率 单倍体单倍体 二倍体二倍体AB-AABBaB-aaBBAb-AAbbab-aabb供体亲本AaBb花培第12页，此课件共53页哦 植株不受显隐性的影响，在诱变育种中能在当代及时获得突变个

10、体，加倍后成为稳定的纯系。（3 3）诱变育种中的作用）诱变育种中的作用第13页，此课件共53页哦2、物种进化研究 可探索亲本染色体组的构成。分析单倍体植物减数分裂时，形成二价体的数目和形状，能确定染色体组内是否存在同源染色体。3、遗传分析 单倍体植株中基因不受显隐性的影响，每一个基因的作用均能表现出来。能用来研究基因的性质及其作用。还可用于基因的剂量效应分析。4、构建连锁图谱 双单倍体（DH）群体是永久性群体，能有效地用于遗传图谱的构建5、用于遗传转化 能直接表达外源基因，不受显隐性影响第14页，此课件共53页哦 花药培养简史花药培养简史19641964年：印度学者年：印度学者年：印度学者年：

11、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）将南）将南）将南洋金花花药培养发育成胚洋金花花药培养发育成胚洋金花花药培养发育成胚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株花药培养获得烟草植株花药培养获得烟草植株花药培养获得烟草植株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

12、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株第15页，此课件共53页哦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，作为育种材料的来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，作为育种材料的来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，作为育种材料的来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，作为育种材料的来源。源。

13、源。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，具有丰富的变异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，选出优良者直接用于生产或配制杂类型，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类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后

14、，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。交组合，获得优良杂交种子。交组合，获得优良杂交种子。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到双单倍是指单倍体细胞（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是

15、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。体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。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16页，此课件共53页哦1、胚状体发育途径 小孢子经历胚发生的各个阶段，最后子叶展开，形成花粉植株。2、愈伤组织发育途径 小孢子分裂数次形成愈伤，再分化形成花粉植株。此途径产生的植株会出现变异且倍性复杂。花粉植株形态发生方式第17页，此课件共53页哦胚状体发育途径部分花药通过胚状体途径形成小植株烟草花药培养第18页，此课件

16、共53页哦通过胚状体途径再生形成小植株烟草花药培养第19页，此课件共53页哦胚状体发育途径a)球形胚 d)鱼雷形胚芸苔属小孢子培养第20页，此课件共53页哦愈伤组织发育途径部分花药产生愈伤组织接种在平板上的水稻花药水稻花药培养第21页，此课件共53页哦愈伤组织转接种到再生培养基愈伤组织分化形成再生植株水稻花药培养第22页，此课件共53页哦花药培养 1、取材 镜检，根据花粉的发育时期，选取大小适宜的花蕾。2、消毒 70酒精擦洗花蕾表面，或70酒精浸泡30-60s后在1次氯酸钠溶液中浸泡10-20min或在0.1的氯化汞溶液中消毒3-10min，无菌水冲洗3-5次。3、培养 固体或液体培养基均可。

17、先进行脱分化培养，至小孢子大量分裂形成胚或愈伤，并突破花药壁表面，形成突出物（2-3周）；后转入分化培养基培养，形成小植株。第23页，此课件共53页哦花粉培养(一)花粉的分离与纯化 1、自然散落法(漂浮培养散落小孢子收集法)将花药接种在预处理液或液体培养基上，待花粉自动散落后，收集培养。2、挤压法 在烧杯或研钵中挤压花药，将花粉挤出后收集培养。3、机械游离 （1）磁搅拌法 用磁力搅拌器搅拌培养液中的花药，使花粉游离出来；（2）超速旋切法 通过搅拌器中的高速旋转刀具破碎花蕾、穗子、花药，使小孢子游离出来（此法应用最广）。4、小孢子纯化 对上述方法获得的小孢子混合物进行分级过筛、梯度离心处理纯化小

18、孢子第24页，此课件共53页哦梯度离心前（小孢子形态、活力不一致）30%蔗糖梯度离心后（获得均一的小孢子群体）第25页，此课件共53页哦(二)花粉培养方式 1、平板培养 花粉置琼脂固化培养基上培养。2、液体培养 花粉悬浮在液体培养基中培养，需震荡，以利通气。3、双层培养 花粉置固体-液体双层培养基上培养。培养基制作方法：先铺一层琼脂固体培养基，凝固后，在表面加入少量液体培养基。4、看护培养 利用花药或花药愈伤组织释放出的活性物质促进花粉小孢子发育。5、微室培养 利用小的盖玻片和凹穴载玻片形成微室进行花粉培养6、条件培养基培养 利用培养过花药的液体培养基或含失活花药提取物的培养基上培养。花药条件

19、培养基、子房条件培养等。第26页，此课件共53页哦看护培养图解第27页，此课件共53页哦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的某些。由于花粉发育时期和植株的某些。由于花粉发育时期和植株的某些。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，因此利用这些外部标志，选择符合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，选择符合外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，

20、选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。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，在外中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在外中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在外中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在外部形态上可根据叶枕距为部形态上可根据叶枕距为部形态上可根据叶枕距为部形态上可根据叶枕距为5 515cm15cm，颖片（禾本科植物小穗基部，由，颖片（禾本科植物小穗基部，由，颖片（禾本科植物小穗

21、基部，由，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度的苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的苞片转变而成）淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的1/21/2这些条件来判这些条件来判这些条件来判这些条件来判断。断。断。断。花药培养技术花药培养技术第28页，此课件共53页哦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水稻稻的的柱柱头头-花花药药第29页，此课件共53页哦选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的花蕾发育良好，数量

22、选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的花蕾发育良好，数量选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的花蕾发育良好，数量选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的花蕾发育良好，数量大，发育同步。大，发育同步。大，发育同步。大，发育同步。操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则应淘汰，因为损伤常操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则应淘汰，因为损伤常操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则应淘汰，因为损伤常操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则应淘汰，因为损伤常常会刺激花粉壁形成二倍体的愈伤组织。常会刺激花粉壁形成二倍体的愈伤组织。常会刺激花粉壁形成二倍体的愈伤组织。常会刺激花粉壁形

23、成二倍体的愈伤组织。注意事项注意事项水稻花药培养水稻花药培养第30页，此课件共53页哦水稻花药培养水稻花药培养旗叶鞘用旗叶鞘用旗叶鞘用旗叶鞘用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

24、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，长出淡黄色的花粉天花药裂开，长出淡黄色的花粉天花药裂开，长出淡黄色的花粉天花药裂开，长出淡黄色的花粉愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。愈伤组织，先形成芽，后长出根，形成幼苗。第31页，此课件共53页哦光照光照光照光照(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

25、替进行。周期交替进行。花药培养的条件花药培养的条件第32页，此课件共53页哦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植株指小孢子沿孢子体途径发育成花粉植株指小孢子沿孢子体途径发育成花粉植株指小孢子沿孢子体途径发育成花粉植株)过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植物来说，过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植物来说，过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，

26、对多数植物来说，过程中，不同物种花粉最适的发育时期不同，对多数植物来说，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伤组织。最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。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期或中的最适时期是第一次有丝分裂时期或中的最适时期是第一次有丝分裂时期或中的最适时期是第一次有丝分裂时期或稍前后，稍前后，稍前后，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

27、在单核早期(大麦大麦大麦大麦)或单核中期或单核中期或单核中期或单核中期(玉米、小麦玉米、小麦玉米、小麦玉米、小麦)反应反应反应反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。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33页，此课件共53页哦 花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响很大花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响很大花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响很大花药供体植株的生长条件对花药培养反应的影响很大例如：水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗比分例如：水稻、小麦、大麦等禾

28、本科植物，主茎穗比分例如：水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗比分例如：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，蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，同步化程度同步化程度同步化程度同步化程度高高高高。第34页，此课件共53页哦 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，研制出我国科学工作者对水稻

29、、小麦的花药培养基做了改进，研制出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高。培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。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

30、度，同时附加浓度，同时附加浓度，同时附加生物素生物素生物素生物素，研制出，研制出，研制出，研制出C17C17和和和和W14W14培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。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，现在被广泛地应用为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地应用为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地应用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。于小麦花药培养，效果良好。于小麦花药培养，效果

31、良好。于小麦花药培养，效果良好。第35页，此课件共53页哦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 5mg/L 2,4-D2,4-D或或或或NAANAA诱导花粉愈伤组织形成，诱导花粉愈伤组织形成，诱导花粉愈伤组织形成，诱导花粉愈伤组织形成，再将愈伤组织转移至降低或去除生长再将愈伤组织转移至降低或去除生长再将愈伤组织转移至降低或去除生长

32、再将愈伤组织转移至降低或去除生长素或补加细胞分裂素类物质的分化培素或补加细胞分裂素类物质的分化培素或补加细胞分裂素类物质的分化培素或补加细胞分裂素类物质的分化培养基上，以诱导器官分化和再生植株养基上，以诱导器官分化和再生植株养基上，以诱导器官分化和再生植株养基上，以诱导器官分化和再生植株形成。形成。形成。形成。第36页，此课件共53页哦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

33、，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，若以报道在过滤灭菌的条件下，若以0.21 mg/L0.21 mg/L葡萄糖取葡萄糖取葡萄糖取葡萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖，小麦花粉胚的诱导频率可增加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长无妨碍。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。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。一

34、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。最适蔗糖浓度：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37页，此课件共53页哦以以以以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产量。，能提高花粉愈伤组织的产量。，能提高花粉愈伤组织的产量。，能提高花粉愈伤组织的产量。例如，在例如，在例如，在例如，在44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

35、 4天、天、天、天、8 8天和天和天和天和1212天，愈天，愈天，愈天，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高伤组织诱导率比室温对照分别提高伤组织诱导率比室温对照分别提高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38页，此课件共53页哦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，

36、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。一直高下培养。一直高下培养。一直高下培养。一直高温培养效果并不好。温培养效果并不好。温培养效果并不好。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，但愈伤组织分化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个有效措的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措的频率也高

37、。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措施。施。施。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39页，此课件共53页哦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发育。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。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。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，实践表明，实践表明，实践表明，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从减数分裂

38、期至双核期的花药，均有可能诱导离体孤雄，均有可能诱导离体孤雄，均有可能诱导离体孤雄，均有可能诱导离体孤雄发育。发育。发育。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，或单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。核中晚期。核中晚期。核中晚期。第40页，此课件共53页哦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 第41页，此课件共53页哦草莓草莓花药愈伤组织花药愈伤组织花药愈伤组织花药

39、愈伤组织再生植株再生植株再生植株再生植株花药植株花药植株花药植株花药植株第42页，此课件共53页哦杜兰小麦的花药培养杜兰小麦的花药培养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周后形周后形周后形周后形成胚状体和愈伤组织成胚状体和愈伤组织成胚状体和愈伤组织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培养基中已愈培养基中已愈培养基中已愈培养基中已愈伤组织中长出叶片伤组织中长出叶片伤组织中长出叶片伤组织中长出叶片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

40、BAD-3BAD-3培养基上诱培养基上诱培养基上诱培养基上诱导出愈伤组织与子叶导出愈伤组织与子叶导出愈伤组织与子叶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分化培养分化培养分化培养分化培养基中形成的愈伤组织基中形成的愈伤组织基中形成的愈伤组织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，愈伤周，愈伤周，愈伤周，愈伤组织开始分化根和绿色的新芽组织开始分化根和绿色的新芽组织开始分化根和绿色的新芽组织开始分化根和绿色的新芽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

41、基中培养7-87-8周，可形周，可形周，可形周，可形成大量的根和幼茎成大量的根和幼茎成大量的根和幼茎成大量的根和幼茎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周后，周后，周后，周后，可由最初的花药形成小植株可由最初的花药形成小植株可由最初的花药形成小植株可由最初的花药形成小植株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再再再再生培养基中生长，可因培养条件生培养基中生长，可因培养条件生培养

42、基中生长，可因培养条件生培养基中生长，可因培养条件改变而形成不正常的植株改变而形成不正常的植株改变而形成不正常的植株改变而形成不正常的植株第43页，此课件共53页哦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单倍处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理单倍处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理单倍处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理单倍体植株，时间为体植株，时间为体植株，时间为体

43、植株，时间为242496 h96 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44页，此课件共53页哦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

44、花药诱导愈伤组织培养基花药诱导愈伤组织培养基MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖30g+30g+琼脂琼脂琼脂琼脂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+琼琼琼琼脂脂脂脂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

45、蔗糖蔗糖蔗糖20g+20g+琼脂琼脂琼脂琼脂7g/L7g/L第45页，此课件共53页哦毛曼陀罗花药培养，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46页，此课件共53页哦三、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

46、点：花粉培养：花粉培养：花粉培养：花粉培养：需进行花粉的分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47页，此课件共53页哦一、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分离分离花粉花粉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

47、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48页，此课件共53页哦二、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49页，此课件共53页哦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

48、：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 N6N6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50页，此课件共53页哦 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

49、化苗时可诱导愈伤组织分化苗时可诱导愈伤组织分化苗时可诱导愈伤组织分化苗2、激素种类和浓度、激素种类和浓度第51页，此课件共53页哦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52页，此课件共53页哦三、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：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后获得的，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，自然界中很少发生自然界中很少发生 第53页，此课件共53页哦