园艺植物组织培养第6章课件.ppt

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1、第六章花药和花粉培养花药和花粉培养的研究概况花药和花粉培养的主要内容花药培养方法花粉植株的诱导单倍体植株的二倍体化第一节花药和花粉培养的研究概况花药或花粉培养的目的是为了获得单倍体植株所谓单倍体，指的是具有配子体染色体组成的孢子体。植物体内的单倍体细胞：小孢子大孢子其它自然突变产生的单倍体细胞花药或花粉培养的意义一是获得纯系育种材料和进行单倍体育种,缩短育种年限和提高育种效率;二是用所获得的纯合二倍体材料进行遗传变异规律研究,使园艺植物育种有坚实的遗传理论依据,减少育种的盲目性;三是利用在远缘杂交F1代的花药培养中出现的混倍体和丰富的染色体变异材料进行园艺植物细胞遗传学等基础性研究;

2、四是有利于新抗源的不断发现和野生资源的充分利用。另外,在分子生物技术迅速发展和日趋成熟的今天,花药培养的应用领域不断扩大,其研究意义日益突出。园艺植物的花药培养始于20世纪70年代,随着技术的成熟,研究的深入,目前在许多园艺植物上已获得成功,如柑橘、苹果、李、扁桃、荔枝、枇杷、黄瓜、芦笋、番茄、西瓜、辣椒和花椰菜等。第二节花药培养的方法（1）取材取花粉发育到一定时期的花药进行培养。一般而言，单核后期花药对培养反应较好。因此，花药在接种以前，必须确定花粉的发育时期。2.1培养方法.四分孢子单核中期，细胞质液泡化，核逐渐移向细胞边缘；单核晚期，中央液泡形成，核移到和萌发孔相对的一边花粉第

3、一次有丝分裂中期；.单核早期，核居中，细胞质没有液泡化小孢子发育过程图解双核初期，两核等大；三核期，生殖核分裂成2个精子，营养核开始退化；双核晚期，生殖细胞移到花粉中央双核中期，两核形态上分化为营养核（上）和生殖核（下）三核成熟花粉一般用醋酸洋红压片法进行镜检，以确定花粉的发育时期，并找出花粉发育时期与花蕾或幼穗的大小、颜色等外部特征之间的对应关系。根据这些体征确定花粉的发育时期。但这种相关性不是一成不变的，而会因品种和气候的不同而异，因此，在实验中还必须由每个花蕾取出一个花药，通过镜检确定花粉发育的准确时期（2）预处理目的是提高花粉的诱导率。预处理的方式：低温预处理、离心处理、高温

4、预处理、和预培养等目的：就是从形态上改变其极性分布，从生理生化上改变其细胞生理状态，以改变其分裂方式和发育途径。对于不同的种类、品种和生理状态的花药培养所要求的预处理及其作用也不同。在甜(辣)椒上,低温处理一般采用4～7℃,处理12h～10d。李玉花等以高压静电场处理番茄花药后接种于培养基上,发现高压静电场处理花药可显著提高愈伤组织诱导率,而且静电场处理后可使组培茎丛苗超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,丙二醛(MDA)含量降低。（3）消毒花药适宜培养时，花蕾尚未开放，花药在花被或颖片的严密包被之中，本身处于无菌状态，因此，通常只要以70％酒精喷洒或擦拭花器或包被着麦穗的叶鞘表面，即可

5、达到灭菌要求。（4）接种由于花药对离体培养的反应存在“密度效应”，因此每个容器中接种的花药数量不宜太少，以形成一个合理的群体密度。在无菌条件下把雄蕊上的花药轻轻地从花丝上摘下，水平地放在培养基上进行培养，在整个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药壁形成二倍体愈伤组织。如果所碰到的是花器很小的植物，可借助解剖镜夹取花药，或是只把花被去掉，把花蕾的其余部分连同其中原封未动的雄蕊一起接种在培养基上。在有些情况下，甚至是接种整个花序以得到花粉单倍体。然而这种简单化的方法只适用于这样一些基因型，即其中雄核发育在只含无机盐、维生素和糖的简单培养基上即可进行，而

6、在这种培养基上孢子体组织增殖的机会很少。不过，当必须使用生长素才能诱导花粉粒雄核发育的时候，应当尽可能把孢子体组织去掉。（5）培养方式花药的培养方式主要有3种：一是在琼脂固化培养基表面培养，二是在加人30％Ficoll的液体培养基表面飘浮培养，三是利用固体—液体双层培养基培养，以便既能保持较高的接种密度，培养基又不易失水干涸。（6）培养条件温度花药对培养温度的要求因物种而不同，对于大多数小麦品种来说，在培养的最初6d以30-32℃的较高温度，然后再转入28-30℃下培养，花药出愈率会有明显提高。水稻花药培养的适宜温度从一开始就是27℃。光照对光照的要求在物种间差异更为明显．例如连续光

7、照可显著增加烟草花粉胚的产量，却强烈抑制曼陀罗的花粉胚胎发生。禾谷类植物在花粉愈伤组织诱导期间则以暗培养或散射光培养效果好，强光会抑制小麦花粉愈伤组织的形成。愈伤组织的分化原则上都应在光照下进行，但对光照强度和照光时间的要求则因物种而异。例如水稻花粉愈伤组织在转人分化培养基之初仍不宜照光培养，须待3～5d后再给以每天14h1000～2000lx的光照，以免引起愈伤组织的老化坏死。对小麦花粉植株则不宜给以长日照。（7）花粉植株的诱导烟草花药接种在无激素培养基