《植物细胞工程课程》PPT课件

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1、第三章植物离体细胞发育的细胞学基础§3-1植物细胞的离体发育gV均等分裂单倍体愈伤组织一.花粉小孢子离体发育途径花粉孢子体的发育途径可主要归纳为为A,B,C三条(Sunderland，1974)：（一）A途径(Aroute)：●特点：小孢子第一次有丝分裂仍按配子体方式进行：即非均等有丝分裂，形成一个营养核（v）和一个生殖核（g），并经不同分裂形成多细胞花粉粒和多细胞团。▲A-V途径：营养细胞发育成单倍性胚状体，生殖细胞退化消失。在烟草、颠茄、大麦、黑麦、小麦、水稻、玉米等中存在。▲A-G途径：生殖细胞发育成单倍性胚状体，营养细

2、胞退化消失。在天仙子中发现此途径。（二）C途径(Croute)：生殖细胞和营养细胞先融合后分裂，共同形成多细胞花粉，产生非单倍体植株。在此途径中，常会发生生殖核的核内复制（Endoreduplicationofgenerator）。在毛叶蔓陀罗和小麦中发现此途径。（三）B途径（Broute）●特点：花粉单核小孢子第一次核内有丝分裂为均等分裂。即小孢子分裂成两个大致相等、类似分生细胞的营养型细胞，并连续不同分裂，形成不同倍性的多细胞花粉。其典型作物是毛叶曼陀罗，在小麦、小黑麦、水稻、橡胶、杨树、玉米等植物中已见到这种发育途径。大

3、概有三种方式：▲B-1形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中是同步的，则大多数以胚状体的形式形成花粉胚。▲B-2形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中是不同步的，其中一个停止分裂，或快或慢分裂，并存在于花粉的一侧。另一个经过相当长时间的持续分裂，则形成愈伤组织。▲B-3形成的两个营养型细胞在不同时期发生核融合或核内复制，结果产生不同倍性的花粉胚。（四）E途径（Eroute）●特点：花粉内的营养核和生殖核独立分裂，形成两类细胞群，各群的子细胞都类似于其母细胞。近年来在蔓陀罗、水稻、玉米中发现了此途径。研究花粉发育途径的意义:●研

4、究花粉孢子体启动第一次分裂的条件，揭示小孢子发育过程中各种诱导因子对离体花药(花粉)培养的必要性。如2,4-D对对愈伤组织的形成是必需的，而胚状体的形成不是必需的；●有利于研究花粉毡绒层细胞等其他花药组织细胞的作用，研制大幅度提高花粉胚诱导频率的新技术：如Nitsch曾经计算过烟草一个花药具有产生1440棵植株的潜力，而实际上只能形成30多个植物体；●了解不同倍性花粉植株的来源，为杂交育种提供原始材料：只有纯合二倍体植株，才是育种的最理想的和需要的；●研究细胞分化和胚胎发生规律。花粉发育是从单细胞开始的，追踪研究从单细胞到完整

5、植物体的全过程，有利于研究胚胎发育中的调控机理。二.胚珠和雌核的发育途径大孢子母细胞(胚囊母细胞)单倍性的四分体减数分裂只有远离珠孔端的一个细胞发育胚囊细胞8细胞胚囊3次有丝分裂1.雌核发育由单核至成熟胚囊时期均能诱导雌配子体的细胞发育成愈伤组织。但直到形成成熟胚囊时，才启动向愈伤组织发育。2.子房和胚珠培养中的胚胎发生在子房和胚珠培养中，除胚囊细胞发形成再生植株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁细胞均有可能发育形成不定胚而产生二倍体再生株。由未授粉的胚囊形成愈伤组织大致有两种可能：孤雌生殖：由未授精的卵细胞单倍体无融合生殖形成

6、单倍体胚（减数的胚囊）无胚子生殖：由助细胞、反足细胞发育成单倍体胚二倍体无融合生殖：由胚囊中未经减数分裂的孢原细胞形成二倍体胚。▲水稻未授粉子房培养中发现，再生的单倍体小植株来自于助细胞无胚子生殖(周嫦等，1981；黄群飞等，1982)。▲大米胚囊中的卵细胞、反足细胞、助细胞都可能产生胚，并认为,卵细胞和反足细胞起源的原胚再生植株较好，助细胞仅产生愈伤组织。§3-2体细胞离体再生的基本类型及特点一.不定芽型(Adventitousbudtype)芽外植体不定芽再生植株。▲特点:利用外植体原有的芽，不仅繁殖率高,而且能保持该植物

7、和的遗传稳定性。芽-芽型桃——单芽茎段大樱桃——单芽茎段桃儿七——抱窝鳞茎大蒜茎尖培养二.直胚型（embryo）▲特点：遗传性一致，但繁殖率低。种子或胚芽（带芽原球茎)植株。桃幼胚培养直胚型（embryo）桃儿七幼胚培养三.器官型(Organtype)器官外植体不定芽再生植株。如石龙芮、烟草、水仙、百合、风信子、贝母的鳞片培养诱导不定芽等；▲特点：遗传性较稳定，繁殖速度较快。非芽-芽型石龙芮下胚轴胚状体的发生A、培养一个月的幼苗，下胚轴上产生许多胚状体；B、下胚轴部分放大；C、两个表皮细胞；D～G原胚发生过程；J、心形胚状体；

8、H、I已分化子叶、胚根及原维管束的胚状体。器官外植体愈伤组织分化再生植株。▲特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。四.器官发生型（Organogenesis)叶片、花药茎尖、根五.类胚体发生型(Embryogenesis)植物器官、组织和细胞胚状体再生成苗。▲特点：遗传性一致，有