第5章花药和花粉培养.ppt

本章主要内容： 花粉和花药培养技术 花粉和花药培养应用 单倍体植物与它们的二倍体相比较，有三个明显的特点： 1、体细胞染色体数减半； 2、生长发育弱，体形小、各器官明显减小； 3、雌、雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代。 单倍体细胞培养主要包括三个方面： 一为花药培养； 二为小孢子培养； 三为末受精的子房和卵细胞培养。 花药(anther)：植物花的雄性生殖器官，包括二倍体的花药壁、药隔和单倍体的雄性性细胞（花粉粒）培养前要用醋酸洋红压片镜检确定发育时期。 再生植株途径有2种： 1、经由成愈伤组织再生植株 2、经由胚状体再生植株 第二节 花粉小孢子发育途径 途径一 A 途径：自然下小孢子第二次分裂及萌发形成花粉管。 B 途径：营养核重复分裂生殖核败育 C 途径：生殖细胞重复分裂，营养细胞败育。 途径二： D途径：两个核共同分裂形成单倍体胚。 E途径：两个核融合后分裂形成纯合的二倍体。 P-花粉：离体培养的花粉粒形态不同于正常花粉粒，两个核位于花粉粒的中心，具有潜在的胚胎发生功能，也称为小花粉花粉（potential embryogenic pollen) 。 三 单倍体植株形成途径 通过胚状体形成单倍体植株 通过器官发生（愈伤）形成单倍体植株 第三节 花药和花粉培养 一、花药培养 二、花粉培养 三、移栽驯化 四、白化苗现象 五、影响因子 花药培养（一）花药培养研究概况 首先报道通过花药培养获得单倍体植株成功的是印度学者Guha和Maheshwari (1964,1966)。目前已有250多种植物花药培养成功。我国1971年水稻花药培养并得到苗 目前，花药培养获得单倍体的技术途径已在禾本科作物、茄科作物、十字花科作物的育种中广泛应用。 （二）花药培养的基本程序 外植体选择－外植体(花蕾)预处理—外植体消毒—剥取花药—接种—诱导培养—分化培养 花药预处理（物理、化学） 花药培养前给予一定的低温处理是十分必要的： 1. 引起花药内源激素发生变化，改变了小孢子（花粉粒）第一次有丝分裂的轴向发育（正常发育时，两次有丝分裂形成三核花粉粒），进而形成愈伤组织或胚状体。 2. 引起小孢子的孤立化，花药壁细胞和绒毡层在低温预处理过程中逐渐解体退化；从而切断与小孢子之间的联系。 3. 使小孢子同步分裂，激发花粉产生原胚。 4.提高小孢子的生活力，延缓退化速度，而提高了诱导率。 2、培养基 基本培养基：MS（Murashigc Skoog，1962）； Nitsch(Nitsch，1969)；N6(朱至清，1974)；B5(Gamborg et al.，1976)。 激素：细胞分裂素类（BA、KT Zeatin） 生长素类（NAA、IAA、2,4-D） 碳源：单子叶植物（需要的浓度）〉双子叶植物； 二细胞花粉〉三细胞花粉； 麦芽糖〉蔗糖 蔗糖浓度 培养基中蔗糖浓度比其它组织培养高，尤其早期培养，一般5%—10%。原因是花粉母细胞的渗透压比花丝等体细胞高，即高浓度的蔗糖不利于药壁、花丝等体细胞的生长，而利于花粉的生长。 激素 2，4-D的浓度从0.2mg/L起，随着浓度的提高，花粉愈伤组织出现频率的增高趋势。但是有几种籼稻相反。 3、培养条件 光照：先弱后强 温度： 原则—花粉发育的最适温度（25℃）比不分化的愈伤组织生长的最适温度（22℃）要高。 花药壁因素（花药壁的绒毡层释放的某些物质启动了花粉粒的胚性分裂） 1、水稻花药培养过程： 1）预处理:低温冷藏是最常用的方法 2）表面消毒 3）接种 4）培养形成花粉植株。 花粉---愈伤组织---苗 花粉---胚状体---苗 2花药培养脱毒 1974年：花药培养可以脱除草莓病毒； 花药采取时期 单核期：花蕾4-6mm，花药1mm 花药诱导愈伤组织培养基 MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 增殖分化培养基 MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 生根培养基 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7g/L 3烟草花药培养 二 花粉培养 小孢子：处于四分体到单核早期的花粉 习惯上，把处于四分体到单核早期的花粉称小孢子。进入单核以后则称为花粉。 四分体—单核早期—单核晚期—双核早期—双核晚期—三核期 花粉发育时期： 1、适宜时期：单核期,尤其是单核中、晚期(单核靠边期) 花粉发育时期的检测： 外部形态观察：在水稻中，一般叶枕距为5-15cm，颖片淡