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第六章 花药和花粉培养 宜职院08.9;目的与要求 掌握花药培养和花粉培养技术，掌握花药和花粉培养在单倍体育种中的重要应用，了解我国单倍体育种成就。 具有进行花药培养和花粉培养的基本能力，具有单倍体育种认知，初步具备查阅资料收集信息基础能力。;第一节 花药培养和花粉培养技术 一、概念及意义 1．概念 花药培养是将一定发育期的花药进行离体培养的技术，就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴。 花粉培养的精确定义是：将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来，再加以离体培养。有时花粉培养也称为小孢子培养。从培养方法和技术方面来讲，它属于细胞培养的范畴。 ;二、花药培养 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)。已有250多种植物花药培养成功。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。 花药培养可诱导花粉发育形成单倍体，快速获得纯系；缩短育种周期，利于隐性突变体筛选、提高选择效率；与二倍体融合成体-配杂种。 ;;草莓花药愈伤组织;（二）花药培养下花粉的发育与发育 1、花粉离体培养的发育 A途径 花粉进行不对称分裂，形成一个大的营养细胞和小的生殖细胞，接着分裂形成胚或愈伤组织。 B途径 花粉进行对称分裂，细胞相似于营养细胞，发育成胚状体或愈伤组织。 C途径 生殖细胞与营养细胞同时发育，核融合形成胚状体。 ;草莓花药再生植株;2、植株的分化再生 （1）愈伤组织-植株，降低生长素与蔗糖浓度，提高细胞分裂素。 （2）胚状体-植株，降低无机盐浓度，蔗糖浓度。高的是单核期或单核中晚期。 ;草莓花药植株;二、花粉培养 花粉培养比花药培养优越：从较少的花药得到大量的花粉植株;便于生理生化研究。 （一）花药预培养 适合的花蕾-浸有滤纸的培养皿中-5℃几天-灭菌-取出花药-接种于培养基中数天-将花粉分离-悬浮培养。 ;（二）花粉培养 1．取材时期的确定 四分体—单核早期—单核晚期—双核早期—双核晚期—三核期 小 孢 子 花 粉 粒 花粉培养 花药培养;2、花粉预处理 低温处理花蕾，或单核后期离心预处理。 3、花粉分离 适合的花蕾-消毒-取出花药-烧杯壁中挤压花药-尼龙网过滤-花粉液离心-花粉粒沉淀-培养基稀释-纯净花粉群体。 ;花粉分离 ;4、培养方法 培养基：我国朱至清N6适于禾谷类作物、庄家骏马铃薯2号、王培C17、欧阳文俊W14等。 高浓度的铵离子抑制花粉愈伤组织形成，活性炭、铁盐促进花粉分裂。生长素促愈伤组织形成，2,4-D抑制愈伤组织分化成胚状体。 蔗糖浓度不同植物有不同。天然有机附加物可提高花粉愈伤组织和胚状体诱导率，促进生长。 ;三、单倍体植株的染色体加倍 1、自然加倍 2、人工加倍： 秋水仙素浸苗、处理愈伤组织、涂抹田间单倍体植株的顶芽、腋芽。 3、从愈伤组织再生： 单倍体植株作外植体培养愈伤组织，反复继代培养可得较多二倍体植株，也叫组织创伤法。;第二节 花药和花粉培养的应用 花药和花粉培养所得单倍体植株，不能开花结实，本身无利用价值。应用于植物品种改良和新品种选育，形成了单倍体育种，有重要作用。 一、单倍体植物在育种中的作用 现代农业用杂种优势的有效途径是杂交制种，目前应用最广泛地为“三系配套”，对小麦、水稻凳自花授粉的植物显得尤为重要。 ;雄性不育系—指自身雄蕊不正常，不能产生正常的花粉或花粉败育，雌蕊正常，接受外来花粉能正常结实的品系。一般作杂交母本。 雄性不育同型保持系—自身雌雄蕊正常，能自交繁殖，用它的花粉给不育系授粉，使不育系结实，并保持雄性不育系的后代仍是不育的品系。 雄性不育恢复系—自身雌雄蕊正常，能自交繁殖，它的花粉给不育系授粉，能使不育系当代结实并在F1代恢复育性正常的品系。是杂交种子的父本。; 不育系（母本）×同型保持系（父本） ↓ 不育系（母本）×恢复系（父本） ↓ F1代种子—生产上杂交种子 ;1、克服后代分离、缩短育种年限 常规育种中，杂交F2代起会出现性状分离，到F6代才开始选择，育成一个品种需8-10年。单倍体育种将F1或F2代花药进行培养，对所获得的单倍体植株进行加倍处理，获得稳定的纯合二倍体，下一代植株性状基本稳定，育种只需3-5年。 2、选择效率高 为常规育种的2n倍。;3、有利于隐性基