花药培养和花粉培养 .ppt

安徽大学《细胞工程》精品课程　陈勤 花药培养和花粉培养 第一页，共四十一页，2022年，8月28日 主要内容 花粉和花药培养技术 花粉和花药培养应用 第二页，共四十一页，2022年，8月28日 (1) 掌握花药培养和花粉培养的区别 (2) 了解花药最佳接种时期 (3) 掌握花药培养的大致过程 (4) 掌握花粉发育的四种途径 (5) 掌握花粉培养的大致过程 教学目的与要求 第三页，共四十一页，2022年，8月28日 胚珠 第四页，共四十一页，2022年，8月28日 第五页，共四十一页，2022年，8月28日 花的结构 第六页，共四十一页，2022年，8月28日 第七页，共四十一页，2022年，8月28日 花药是花的雄性器官，花药培养属器官培养； 花粉是单倍体细胞，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 第八页，共四十一页，2022年，8月28日 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胞的一半，叫做单倍体细胞(haploid cell)。 花粉和花药的培养(pollen and anther culture)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，叫做单倍体植物(haplobiont)。 一、概　述 第九页，共四十一页，2022年，8月28日 花药培养 是将花粉发育至一定阶段的花药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技术。 第十页，共四十一页，2022年，8月28日 花粉和花药培养的研究意义 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 获得无病毒个体 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 单倍体植株育种 第十一页，共四十一页，2022年，8月28日 花药培养简史 1964年：印度学者古哈(Guha)和马斯瓦瑞 （Maheswari ）将南洋金花花药培养发育成胚 1967年：包金(Bourgin)和尼奇(Nitsch)花药培养获得烟草植株 1973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 第十二页，共四十一页，2022年，8月28日 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。 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交组合，获得优良杂交种子。 构建永久性分离群体－双单倍体系（Doubled haploid)，用于基因定位。 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 第十三页，共四十一页，2022年，8月28日 大大缩短育种周期 通过多次自交或近交获得的几乎是同质结合的品系 单倍体植株再通过某种手段使染色体组加倍（如秋水仙素处理）从而使植物恢复正常染色体数 第十四页，共四十一页，2022年，8月28日 确定取材时间 选择大致处于所需要时期的花蕾。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，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。 在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在外部形态上可根据叶枕距为5～15cm，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1/2这些条件来判断。 二、花药培养技术 第十五页，共四十一页，2022年，8月28日 水稻花药培养 旗叶鞘用70％酒精擦洗一遍 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 70％酒精，洗2遍 用接种环接种到培养基上 培养5天后，花药变黑褐色，20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。 第十六页，共四十一页，2022年，8月28日 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。 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。 注意事项 第十七页，共四十一页，2022年，8月28日 光照(12~18h，5,000~10,000 lx，28℃) 黑暗(12-16h，22℃)周期交替进行。 花药培养的条件 第十八页，共四十一页，2022年，8月28日 ①花粉发育时期是影响培养效果