第七章_花药培养和花粉培养详解.pptVIP

第七章;主要内容;(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 ;胚珠;花的结构 ;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。 ;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)。;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。; 花粉和花药培养的研究意义; 花药培养简史;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。 ;大大缩短育种周期;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。;水稻花药培养;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。;光照(12~18h，5,000~10,000 lx，28℃) 黑暗(12-16h，22℃)周期交替进行。;①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(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，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。 如南洋金花、烟草和芍药中的最适时期是第一次有丝分裂时期或稍前后，禾本科植物在单核早期(大麦)或单核中期(玉米、小麦)反应最好，番茄在减数分裂中期时更适宜。;② 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，主茎穗比分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提高，同步化程度高。 ;③ 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N6培养基。在N6培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。 N6培养基的特点是铵离子浓度较低。 随后，进一步降低铵盐和硝酸盐浓度，同时附加生物素，研制出C17和W14培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。 以马铃薯提取液为基本成分的马铃薯培养液，现在被广泛地应用于小麦花药培养，效果良好。 ;培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径;培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化有显著影响;在培养基中加入活性炭能促进花药培养;以1～5℃预低温处理小麦幼穗，能提高花粉愈伤组织的产量。 例如，在4℃下冷冻石刁柏花蕾，预处理4天、8天和12天，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高2.4倍、1.9和1.5倍。 各种植物要求预处理的温度和时间不同。;小麦要求先高温培养64天之后，再转入28～30℃下培养。一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，但愈伤组织分化白化苗的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措施。;3、花药培养过程;黄心乌花药培养 ;草莓　;杜兰小麦的花药培养;花粉植株染色体可自发加倍 人工措施染色体加倍 传统方法是用秋水仙素处理。较大浓度的秋水仙素溶液处理单倍体植株，时间为24～96 h。 浸泡试管苗方法 处理芽方法 浸根方法;花药培养脱毒;毛曼陀罗花药培养，并诱发再生植株;三、花粉培养;一、花粉培养的操作过程;二、培养基;1、基本培养基 ; 细胞分裂素可促进胚状体形成