月季的花药培养-2012.2.2

课题2 一课题背景 花的结构 花托花萼花瓣 雄蕊 花药花丝 雌蕊 柱头花柱子房 植物的花药培养在育种上有什么意义 缩短了育种周期 为新品种的培育开辟了新途径 花丝 花药 囊状结构 内有很多花粉 一 被子植物的花粉发育 雄蕊 一 基础知识 雄蕊 花粉囊 当花粉囊的壁组织逐步发育分化时 会形成大量的花粉母细胞 小孢子母细胞 花粉粒 花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成 因此 花粉粒是单倍体的生殖细胞 被子植物花粉的发育要经历 四分体时期 单核期和双核期等阶段 一 被子植物的花粉发育 小孢子母细胞或花粉母细胞2N 4个小孢子N四分体时期 1个小孢子N单核居中期 单核靠边期N 小孢子母细胞花粉母细胞 小孢子 减数分裂 有丝分裂 花粉管细胞核 生殖细胞核 有分丝裂 精子 1个 营养细胞 生殖细胞 4个 4个 4个 4个 8个 小孢子四分体时期 单核靠边期 双核期 注意 此 四分体非 彼 四分体 此 是指被子植物花粉发育过程中 四个小孢子连在一起 彼 是指减数分裂过程中同源染色体两两联会后 每个四分体含有四条姐妹染色单体 正确认识营养细胞和精子的关系 精子就处在营养细胞的原生质中 营养细胞为花粉管的形成提供营养物质 二 产生花粉植株的两种途径 说明 两种途径之间并没有绝对的界限 主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 1 材料的选择不同植物的诱导成功率不同 同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直接的影响 一般选月季的初花期 合适的花粉发育期 单核期 细胞核由中央移向一侧时 2 培养基的组成 MS培养基 不同比例的植物生长调节激素 此外 植株生长条件 材料低温预处理 接种密度等 三 影响花药培养的主要因素 注意 选择最合适的花粉发育时期 单核期 不选择单核期之前花药原因 花药质地幼嫩 容易破碎 不选择单核期之后花药原因 花瓣开始松动 给材料消毒带来困难 挑选单核期花药方法 应当选择完全未开放的花蕾 微生物少 易消毒 花瓣松动后 微生物就可能侵入到花药 给材料的消毒带来困难 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难 1 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期 2 最常用的方法 某些植物的花粉细胞核不易着色 需采用焙花青 铬矾法 这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色 三 实验操作 一 材料的选取 醋酸洋红法 焙花青 铬矾法 1 从花药看 月季的初花期从花粉看 单核期从花蕾看 完全未开放的 将染色体染成红色 二 材料的消毒 5 无菌水冲洗3 5次花药的外面有花萼 花瓣保护 通常处于无菌状态 1 花蕾用体积分数为70 的酒精浸泡30秒 2 无菌水清洗 3 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 4 放入质量分数为0 1 的氯化汞溶液中2 4分钟 质量分数为1 的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液 灭菌后花蕾 要在无菌条件下除去萼片和花瓣 并立即将花药接种到培养基上 在剥离花药时 要尽量不损伤花药 否则接种后 容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织 同时还要彻底去除花丝 因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成 三 接种和培养 经过20 30天培养后 会发现花药开裂 长出愈伤组织或释放出胚状体 将愈伤组织及时转移到分化培养基上 以便进一步分化出再生植株 每瓶接种花药7 10个 温度控制在25 左右 不需要光照 幼小植株形成后才需要光照 如果花药开裂释放出胚状体 则一个花药内就会产生大量幼小植株 必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开 分别移植到新的培养基上 否则这些植株将很难分开 对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选 因为在花药培养中 特别是通过愈伤组织形成的花粉植株 常常会出现染色体组数目的变化 主要原因是花粉管核和生殖核融合造成的 四 结果分析与评价 1 选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键 应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉 2 无菌技术是否过关 如果出现了污染现象 说明某些操作步骤 如培养基灭菌 花蕾消毒或接种等有问题 3 接种是否成功 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体 花药培养的第一步就成功了 要适时转换培养基 以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株 基础知识 实验操作 被子植物的花粉发育 花粉 其他因素 影响因素 花粉发育经历的时期 月季的花药培养 材料与培养基 材料的选取 产生途径 结果分析与评价 消毒 接种和培养 课堂小结 植物组织培养技术与花药培养技术的比较 1 选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素 一般来说选用期的花粉可提高成功率 选择花粉时 一般要通过来确定花粉是否处于合适的发育期 这时需要对花粉的细胞核进行染色 常用的染色剂是 单核 镜检 醋酸洋红 1 下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径 请据图回答有关问题 课堂练习 2 上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中 3 胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则 是一种高度的薄壁细胞 胚状体与发育形成的胚有类似的结构 即具有胚芽 胚轴和胚根 4 无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素 请说明下列各项需要消毒 还需要灭菌 培养基 培养皿 接种环 花蕾 实验操作者的双手 三角锥形瓶 填编号 需要灭菌 填编号 需要消毒 激素的种类及其浓度配比 受精卵 液泡化 2 一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子 由一个小孢子到形成两个精子 其间经过的分裂次数及分裂方式为 A 一 有丝分裂B 二