月季的花药培养zjc资料.pptx

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1、基础知识（一）被子植物的花粉发育被子植物的花的结构是怎样的？观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？第1页/共27页被子植物的花粉发育雌蕊：花丝花丝花药：囊状结构，内有很多花粉粒花药：囊状结构，内有很多花粉粒花粉花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体时期四分体时期、单核期单核期、双核期双核期第2页/共27页注意注意：二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞核。（精子在花

2、粉管中形成）核。（精子在花粉管中形成）三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。核和两个精子。两个精子和一个营养核的基因型相同。两个精子和一个营养核的基因型相同。1花粉母细胞花粉母细胞4个小孢子个小孢子减分减分有分有分4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4个生殖细胞核个生殖细胞核有分有分8个精子个精子第3页/共27页（二）产生花粉植株的两种途径有哪两种途径？原因是什么？花药中花药中的花粉的花粉花药中花药中的花粉

3、的花粉胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织丛芽丛芽丛芽丛芽生根生根移栽移栽花药培养产生花粉植株的两种途径第4页/共27页（三）影响花药培养的因素1、材料的选择不同植物同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等2、培养基的组成第5页/共27页材料的选择：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，即月季的初花期。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开

4、放的花蕾。第6页/共27页为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。第7页/共27页实验操作（一）材料的选取染色镜检（二）材料的消毒酒精、氯化汞、次氯酸钙（三）接种和培养结果分析与评价第8页/共27页（一）材料的选取 选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。最常用的方法有醋酸洋红法。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青-铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。第9页/共27页（二）材料的消毒1、花蕾用V/V为70%的酒精浸泡30秒2、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4、放入质量分数为0.1%

5、的氯化汞溶液中24分钟（也可质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）5、无菌水冲洗35次 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，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。第10页/共27页（三）接种和培养（三）接种和培养 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。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二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。通常每瓶接种花药7-10个，温度控制在25左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。一般经过20-30天培养

6、后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。第11页/共27页 如果花药开裂释放出胚状体，则一个如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。开。在花药培养中，特别是通过愈伤组织在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化。（主要原因是的变化。（主要原因是营养核和

7、生殖核融营养核和生殖核融合合造成的。）造成的。）第12页/共27页植物组织培养技术与花药培养技术的异同点植物组织培养技术与花药培养技术的异同点项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织培养植物组织培养技术技术离体的植物组织经离体的植物组织经脱分化形成愈伤组脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进诱导出根，然后进行移栽。行移栽。外植体为体细胞，外植体为体细胞，染色体数无需加染色体数无需加倍。倍。花药培养技术花药培养技术取材为花药，培养取材为花药，培养的为单倍体幼苗，的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不植株弱小，高度不育，必须用秋水仙育，必须用秋水仙素处理，使染色体素处理，使

8、染色体加倍，恢复正常植加倍，恢复正常植株的染色体数，而株的染色体数，而且为纯种。且为纯种。第13页/共27页练习1.答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。第14页/共27页练习2.答：植物组织培养技术与花药培

9、养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；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。第15页/共27页1被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育(1)花花粉是经过 分裂形成的，是 倍体的生殖细胞，花粉粒中生殖细胞形成精子是通过 分裂过程。(2)被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞(小孢子母细胞)时期单核期 期花粉粒。(3)其中单核期又分 期、期两个时期，双核期细胞核包括花粉管细胞核和 两个核。花药离体培养及其影响因素花药离体培养

10、及其影响因素 减数单有丝小孢子四分体双核单核居中单核靠边生殖细胞核第16页/共27页2产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(1)途途径差异：一种是花粉通过 阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成 ，再将其 成植株。(2)形成原因：主要取决于培养基中 的种类及其 。3影响花药培养的因素影响花药培养的因素(1)影影响花药培养的主要因素是 和 。(2)接种的花药时期：花期 的花药比 的更容易产生花粉植株，一般在 ，细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。胚状体愈伤组织诱导分化激素浓度配比材料的选择培养基的组成早期后期单核期第17页/共27页(3)花药培养所采用的培养基可能因植

11、物 不同而有所差异，花药供体植物的 和材料的 也是重要的影响因素。思维激活思维激活1 为为选择到适于花药培养的时期，应选择何种花蕾？提示提示为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。种类生长条件低温预处理第18页/共27页【巩固巩固1下下列有关花药培养的说法，正确的是A花期后期时的花药比前期更容易产生花粉植株B月季的花药培养一般选择在月季盛开期C选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素D选择单核期以前的花药接种，培养成功率提高解解析析花花粉粉植植株株的的获获取取中中选选择择合合适适的的花花粉粉发发育育时时期期是是提提高高诱诱导导

12、成成功功率率的的重重要要因因素素，花花药药培培养养需需选选择择花花蕾蕾期期的的花花粉粉发发育育至至单单核核期期进进行行培培养养，过过早早或或过过晚晚都不易培养成功。都不易培养成功。答案答案C第19页/共27页1取材取材(1)材材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是 。(2)花药发育时期的确定：一般通过 来确定花粉是否处于适宜的发育期。(3)镜检方法：最常用的是 法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用 .花药培养的实验操作与结果评价花药培养的实验操作与结果评价 单核期镜检醋酸洋红焙花青铬矾法第20页/共27页2消毒消毒常常 用消毒液为 ，消毒时间分别为 和 。3接种和培养接种和

13、培养(1)接接种要求：在无菌条件下除去 、和 的花药立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在 左右，幼小植株形成后需要 。(3)鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现 的变化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%氯化汞溶液30 s24 min萼片花瓣花丝25光照染色体倍性第21页/共27页【巩巩固固2】育育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下面过程是采用水稻的花药进行培养的步骤。选取水稻花药 对花药消毒 接种和培养 植物体请据此回答下面的问题。(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，

14、受多种因素的影响，其中_、_是主要的影响因素；选择合适的_也是提高诱导成功率的重要因素。第22页/共27页(2)花粉在发育过程中要经历_、_、_等阶段，选取的水稻花药应为_期的花药，此时细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。(3)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，原因是_；同时还要彻底去除花丝，原因是_。(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过_阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成_，再将其诱导分化成植株。(5)试管苗形成过程中，必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类激素。第23页/共27

15、页思维激活思维激活2 剥剥离花药时，为何不能损伤花药？为何需彻底去除花丝？提提示示若若花花药药受受损损，则则易易从从受受伤伤部部位位产产生生愈愈伤伤组组织织；若若未未彻彻底底去去除除花花丝丝，则则与与花花丝丝相相连连的的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。第24页/共27页【例例1】下下列说法错误的是()。A被子植物的花粉发育过程依次经历了四分体时期、单核期、双核期B被子植物的花粉是由花粉母细胞经有丝分裂而形成的，因而含有与体细胞中数目相同的染色体C花粉是单倍体的生殖细胞D花粉粒内有两个精子被子植物花粉发育的过程被子植物花粉发育的过程 第25页/共27页深深度度剖剖析析被被子子植植物物的的花花粉粉是是由由花花粉粉母母细细胞胞经经减减数数分分裂裂而而形形成成的的，因因而而花花粉粉是是单单倍倍体体的的生生殖细胞，含有比体细胞中数目减半的染色体。殖细胞，含有比体细胞中数目减半的染色体。答案答案B易易错错提提醒醒由由于于花花粉粉粒粒中中两两个个精精子子来来源源于于同同一一生生殖殖细细胞胞核核的的有有丝丝分分裂裂，故故它它们们的的基基因因型型应应一致。一致。第26页/共27页感谢您的观看。第27页/共27页