第9章 离体授粉 - 副本...ppt

第 9 章 离体授粉 1 离体授粉的概念和种类 1.1离体授粉的概念 离体授粉（pollination in vitro）是指将未授粉的胚珠或子房从母体上分离下来，进行无菌培养，并以一定的方法授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术，又称为离体受精（fertilization in vitro）或试管受精（test tube fertilization）。 1.2离体授粉的种类 根据无菌花粉授于离体雌蕊的位置，可将离体授粉分为离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉三种方式。 1.2.1离体柱头授粉 离体柱头授粉是指通过雌蕊的离体培养，使无菌花粉授于柱头上，得到含有可育的种子和果实的技术（图7－1a） 。离体柱头授粉是接近于自然授粉的试管受精技术。 操作方法： 取花药未开裂的母本花蕾 表面消毒 剥离雌蕊 离体培养 授以无菌粉 1.2.2 离体子房授粉 子房内授粉（ intraovarian pollination）：通过人工方法将花粉直接引入子房，使花粉粒在子房腔内萌发，并进行正常受精，最后获得具有生活力的种子。把花粉直接送人子房，实现受精作用是克服受精前障碍的有效途径。 子房内授粉可分为两种类型，即活体子房内授粉和离体子房内授粉。 1.2.2.1活体子房内授粉 活体子房内授粉是指被授粉的子房并不离体，仍然在活体植株上，对其用花粉悬浮液进行授粉，使活体子房发育并形成成熟种子的过程。 活体子房内授粉的操作步骤： ①确定供试植物的开花和花药开裂时间； ②对母本花蕾去雄并套袋； ③采集父本花粉； ④确定适于父本花粉萌发的溶液； ⑤将花粉引入子房（直接引入法、注射法）。 1.2.2.2离体子房内授粉 离体子房内授粉是指用无菌花粉对离体培养的子房进行授粉，使其发育成为成熟种子的技术（图7-1b）。 方法：取即将开花的花蕾，经过表面消毒，剥离花萼和花瓣，去掉柱头和花柱，在试管中将异种无菌花粉授于子房顶端的切口处，或将异种无菌花粉引入子房内（引入方法同活体子房内授粉），从而实现受精过程。 1.2.3离体胚珠授粉 离体胚珠授粉是指离体培养未受精的胚珠，并在胚珠上授粉，最终在试管内结出正常种子的技术（图7-1c）。 可以是单个胚珠（裸露胚珠），也可以是带有完整胎座或部分胎座的胚珠。 1.3几种授粉方法比较 活体子房内授粉适用于子房较大的植物，可克服柱头和花柱组织上出现的两性不亲和性。但对子房易脱落的植物不适用。 离体柱头授粉解决了子房脱落和因胚乳发育不良使胚败育等问题。但不能克服因柱头和花柱组织造成的不亲和性的障碍。 离体子房内授粉和离体胚珠授粉既可排除柱头和花柱组织对于受精的障碍，又可克服活体子房的脱落。 2 离体授粉的意义 有性杂交是常规育种的一个主要手段，但有性杂交存在的问题： （1）受精前障碍（合子期前障碍）: ①花粉在柱头上不能萌发； ②花粉管不能进入胚珠； ③花粉管在花柱中破裂。 克服受精前障碍的方法有蕾期授粉、截断花柱、对花柱进行热处理、辐照处理、混合花粉授粉等。 另外，通过离体授粉，把花粉粒直接送入子房，让花粉直接与胚珠接触，可消除柱头和花柱的障碍，从而实现受精并使种子得到发育和成熟。这就是离体授粉的意义。 （2）受精后障碍：受精能正常进行，但由于胚和胚乳之间的不亲合性或胚乳发育不良，杂种胚不能发育成熟。这属于受精后障碍。因受精后障碍而导致远缘杂交的失败，可采用胚培养或子房培养或胚珠培养予以克服。 3 离体授粉的操作技术 3.1试验材料的选择 在进行离体授粉实验时，最好选用子房较大并有多个胚珠的植物，如茄科、罂粟科、石竹科的植物等。在单子叶植物中，最先获得成功的是玉米的离体子房授粉，后来离体胚珠授粉也获得成功（图7-2）。 不论离体柱头授粉还是胚珠授粉，多保留母体花器官组织有利于离体授粉的成功。 3.2 离体授粉的程序 ①确定开花、花药开裂、授粉、花粉管进入胚珠和受精的时间；②去雄后将花蕾套袋隔离；③制备无菌子房或胚珠；④制备无菌花粉；⑤胚珠（或子房）的试管内授粉。 离体授粉成功的标志：授粉后能由胚珠或子房形成有生活力的种子。 4 胚珠和子房培养 4.1胚珠培养 4.1.1胚珠培养的概念和意义 胚珠培养的概念：胚珠培养是将胚珠从母株上分离出来，在人工控制的条件下，进行离体培养，使其生长发育形成幼苗的技术。 根据培养目的的不同，可将胚珠培养分为受精胚珠培养和未受精胚珠培养。 胚珠培养的意义： ①通过未受精胚珠的培养作为试管受精的基础 ②通过受精胚珠的培养，防止杂种胚早期败育，获得杂种植株 ③通过未受精的胚珠培养，诱导出大孢子或卵细胞增殖，产生单倍体植株 4.1.2 胚珠培养的技术措施 （1）材料的选择和灭菌 受精胚珠：可根据培养的要求，由大田或温室取回授粉时间合适的