优质课季的花药培养

1、花药花药花丝花丝雄蕊雄蕊柱头柱头花柱花柱子房子房萼片萼片胚珠胚珠花瓣花瓣花托花托雌蕊雌蕊图图1 花的基本结构花的基本结构1.1.雄蕊雄蕊一、基础知识一、基础知识花药：囊状结构，内有很多花粉花药：囊状结构，内有很多花粉花丝花丝4.4.花粉的发育过程花粉的发育过程被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育1花粉的概念：由花粉母细胞经过花粉的概念：由花粉母细胞经过_分裂形分裂形成的单倍体的生殖细胞。成的单倍体的生殖细胞。2发育过程发育过程(1)_：4个单倍体细胞连在一起。个单倍体细胞连在一起。(2)单核期：细胞含有浓厚的单核期：细胞含有浓厚的_，该期又可，该期又可分为分为_和单核靠边期两个时期。和单核靠边

2、期两个时期。3双核期：细胞中含有双核期：细胞中含有_细胞核和细胞核和_细胞核，它们分别形成一个营养细胞和一个生殖细胞核，它们分别形成一个营养细胞和一个生殖细胞，其中的生殖细胞形成两个精子。细胞，其中的生殖细胞形成两个精子。减数减数小孢子四分体时期小孢子四分体时期原生质原生质单核居中期单核居中期生殖生殖花粉管花粉管自主填空小孢子母细胞小孢子母细胞(2n)( ( ) )时期时期(n)单核单核( ( ) )期期(n)双核期双核期(n)( ( ) )细胞核细胞核(n) ( ( ) )细胞核细胞核(n)( ( ) )细胞细胞(n)( ( ) )细胞细胞(n)（ ) )个精子个精子(n)( ( ) )分裂

3、分裂( ( ) )分裂分裂单核单核( ( ) )期期(n)( ( ) )分裂分裂减数减数小孢子四分体小孢子四分体居中居中靠边靠边有丝有丝生殖生殖生殖生殖花粉管花粉管营养营养有丝有丝2花粉的发育过程花粉的发育过程自主填空 营养细胞在花粉萌发过程中的作用营养细胞在花粉萌发过程中的作用 ：控制花粉的萌发并提供营养控制花粉的萌发并提供营养 两个精子和一个营养核的基因型两个精子和一个营养核的基因型 。相同相同（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径阅读阅读P38教材内容，说出产生花粉植株教材内容，说出产生花粉植株的两种途径及原因的两种途径及原因 1.产生花粉植株的两条途径产生花粉植株的两

4、条途径2.产生花粉植株具有两条途径的原因：产生花粉植株具有两条途径的原因：花粉花粉花粉花粉从芽从芽从芽从芽移栽移栽脱分化脱分化诱导诱导胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织分化分化再分化再分化生根生根主要取决于培养基中主要取决于培养基中 的种类及其的种类及其 的配比。的配比。 激素激素浓度浓度体细胞胚体细胞胚 ：植物组织培养过程中，某些体细胞在形：植物组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚（具有胚根、胚芽、胚轴态上转变为与合子发育成的胚（具有胚根、胚芽、胚轴等结构）非常相似的结构，称做体细胞胚或胚状体。等结构）非常相似的结构，称做体细胞胚或胚状体。花粉胚花粉胚 ：植物组织培养过程中，某

5、些单倍体性细胞：植物组织培养过程中，某些单倍体性细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，称在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，称做花粉胚或胚状体。做花粉胚或胚状体。胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把从胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把从胚状体到从芽的过程称为胚状体到从芽的过程称为 分化分化 ，而把从愈伤组织到，而把从愈伤组织到从芽的过程称为从芽的过程称为 再分化再分化。花粉植株的特点：花粉植株的特点：单倍体单倍体植株，植株植株，植株弱小弱小，高度，高度不育不育。产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径1途径差异：一种是花粉通过途径差异：一种是花粉通过_阶

6、段发育阶段发育为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成_，再将其诱导分化成植株。，再将其诱导分化成植株。2形成原因：主要取决于培养基中形成原因：主要取决于培养基中_的种类的种类及其浓度配比。及其浓度配比。3花粉植株的特点：花粉植株的特点：_植株，植株弱小，植株，植株弱小，_。胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织激素激素单倍体单倍体高度不育高度不育自主填空（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素阅读阅读P38-39思考：思考：诱导花粉植株能否成功及诱导成功的高低，主要诱导花粉植株能否成功及诱导成功的高低，主要影响因素是影响因素是_和和_-材料的选择材料的选

7、择培养基的组成培养基的组成a. 材料选择什么时期最好，为什么？材料选择什么时期最好，为什么？b. 如何选择单核期细胞？如何选择单核期细胞？c . 为什么花瓣松动会给消毒带来困难？为什么花瓣松动会给消毒带来困难？d . 还有哪些影响花药培养的因素？还有哪些影响花药培养的因素？花期为花期为初花期初花期，花粉发育花粉发育一般来说，一般来说，在单核期，细胞核由中央移在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高，花药培养成功率最高亲本植株的生长条件，材料的预处理及接种密度等亲本植株的生长条件，材料的预处理及接种密度等选择完全未开放的花蕾选择完全未开放的花蕾微生物可能侵入花

8、药，给材料消毒带来困难微生物可能侵入花药，给材料消毒带来困难注意：选择最合适的花粉发育时期注意：选择最合适的花粉发育时期:单核期单核期 不选择单核期之前花药原因：不选择单核期之前花药原因：花药质地幼嫩，容易破碎花药质地幼嫩，容易破碎； 不选择单核期之后花药原因：不选择单核期之后花药原因：花瓣开始松动，给材料消毒带来困花瓣开始松动，给材料消毒带来困难困难难困难； 挑选单核期花药方法：应当选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，择完全未开放的花蕾，微生物少，易消毒。易消毒。实验操作实验操作一、材料的选取一、材料的选取二、材料的消毒二、材料的消毒三、接种和培养三、接种和培养（一）材

9、料选取（一）材料选取 2、通过、通过镜检镜检来确定是否处于适宜的发育期来确定是否处于适宜的发育期。 方法方法：（最常用的方法）：（最常用的方法）醋酸洋红法醋酸洋红法(将染色体将染色体染成染成_色色) 某些植物的花粉核不易着色。采用焙花青某些植物的花粉核不易着色。采用焙花青-铬矾铬矾法法(花粉细胞核染成花粉细胞核染成_色色)。1、从花药看从花药看：月季的初花期：月季的初花期 从花粉看：从花粉看：单核期单核期 从花蕾看从花蕾看：完全未开放的：完全未开放的 红红蓝黑蓝黑（二）材料的消毒（二）材料的消毒1. 1. 与菊花外植体的消毒相比较，有何不同？为什么？与菊花外植体的消毒相比较，有何不同？为什么？

10、 在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗。 因为月季花蕾因为月季花蕾外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾消毒即可。所以只要将整个花蕾消毒即可。 2.2.为什么花瓣松动会给消毒带来困难？为什么花瓣松动会给消毒带来困难？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。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。（三）接种和培养（三）接种和培养 1 1 消毒后的花蕾，要在消毒后的花蕾，要在 下除去萼片和花下除去萼片和花瓣

11、，并立即将花药接种到培养基上。瓣，并立即将花药接种到培养基上。 3 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药 ，温度控制在，温度控制在 左左右，右， 。幼小植株形成后才。幼小植株形成后才 。 2 在剥离花药时，要尽量在剥离花药时，要尽量 （否则接种后，否则接种后，容易从受伤部位产生愈伤组织容易从受伤部位产生愈伤组织），同时还要彻），同时还要彻底底 ，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成胚状体的形成。无菌条件无菌条件 不损伤花药不损伤花药去除花丝去除花丝7-10个个25不需要光照不需要光照需要光照需要光照花药开裂长出花药开裂长出愈伤组织或释放胚状体愈伤组织

12、或释放胚状体。长出愈伤组织要及时转。长出愈伤组织要及时转移到移到分化培养基上分化培养基上，释放的胚状体，必须在花药开裂后尽快将，释放的胚状体，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难分开 4 进一步鉴定和筛选：进一步鉴定和筛选：常常会出现染色体倍性的变化常常会出现染色体倍性的变化主要原因是主要原因是花粉管核和花粉管核和生殖核融合生殖核融合造成的造成的影响花药培养的因素影响花药培养的因素(1)影影响花药培养的主要因素是响花药培养的主要因素是 和和 。 (2)接种的花药时期：花期接种的花药时期：花期

13、的花药比的花药比 的更容易产生花的更容易产生花粉植株，一般在粉植株，一般在 ，细胞核由中央移向细胞一侧，花，细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。药培养成功率最高。材料的选择材料的选择培养基的组成培养基的组成早期早期后期后期单核期单核期(3)花药培养所采用的培养基可能因植物花药培养所采用的培养基可能因植物 不同而有所差异，不同而有所差异，花药供体植物的花药供体植物的 和材料的和材料的 也是重要的影也是重要的影响因素。响因素。种类种类生长条件生长条件低温预处理低温预处理自主填空1取材取材(1)材材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是粉培养

14、的时期是 。(2)花药发育时期的确定：一般通过花药发育时期的确定：一般通过 来确来确定花粉是否处于适宜的发育期。定花粉是否处于适宜的发育期。(3)镜检方法：最常用的是镜检方法：最常用的是 法。但某法。但某些 植 物 的 花 粉 细 胞 核 不 易 着 色 ， 需 采些 植 物 的 花 粉 细 胞 核 不 易 着 色 ， 需 采用用 . 单核期单核期镜检镜检醋酸洋红醋酸洋红焙花青铬矾法焙花青铬矾法自主填空 2消毒消毒常常用消毒液为用消毒液为 ，消毒时间分别为，消毒时间分别为 和和 。3接种和培养接种和培养(1)接接种要求：在无菌条件下除去种要求：在无菌条件下除去 、 和和 的的花药立即接种到培养

15、基上。花药立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在培养条件：温度在 左右，幼小植株形成后需左右，幼小植株形成后需要要 。(3)鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现的花粉植株，常常会出现 的变化，因此需要对的变化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。体积分数为体积分数为70%的酒精和质量分数为的酒精和质量分数为0.1%氯化汞溶液氯化汞溶液30 s24 min萼片萼片花瓣花瓣花丝花丝25光照光照染色体倍性染色体倍性课题成果评价课题成果评价接种是否成功接种是否成功 如果接种的

16、花药长出愈伤组织或释放出胚状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。体，花药培养的第一步就成功了。接种的花药长出接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体后，要适时转换培养基，愈伤组织或释放出胚状体后，要适时转换培养基，以便进一步分化成再生植株。以便进一步分化成再生植株。课题成果评价课题成果评价 练习练习1. 答：答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或或AAsusu。如果运用常规育种方法，。如果运用常规育种方法，将将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为）进行测交

17、，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有代产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方）。这种方法可以大大缩短育种周期。法可以大大缩短育种周期。 练习练习2. 答：植物组织培养技术与花药培养技术答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。技术及接种操作等基本相同。 两者的不同之处在于：花药培养的选材两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加