课题2 月季的花药培养.ppt

1、 大自然为我们创造了千姿百态的植物，许大自然为我们创造了千姿百态的植物，许多植物都会开出鲜艳、芳香的花朵。多植物都会开出鲜艳、芳香的花朵。 月季月季牡丹牡丹导入新课导入新课百合百合 你知道这些绚丽、芬芳的鲜花是你知道这些绚丽、芬芳的鲜花是怎样产生的吗？怎样产生的吗？花药花药 花药花药是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄蕊产生花粉的主要部分。蕊产生花粉的主要部分。花药培养花药培养 采用植物组织培养技术，把发育到一定阶段采用植物组织培养技术，把发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上，以改变花药内花粉粒的发育程

2、序，诱导其分上，以改变花药内花粉粒的发育程序，诱导其分化，形成细胞团，进而形成愈伤组织，随后使愈化，形成细胞团，进而形成愈伤组织，随后使愈伤组织分化成完整的植株的技术。伤组织分化成完整的植株的技术。 1964年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。单倍体植株。 自自20世纪世纪60年代以来，世界上已有年代以来，世界上已有250多种高多种高等植物的花药培养获得成功。等植物的花药培养获得成功。 我国已经培育成功近我国已经培育成功近50种植物的花粉再生种植物的花粉再生植株，如小

3、麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。植株，如小麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。p 花药培养是以获得单倍体植物为目的而采用花药培养是以获得单倍体植物为目的而采用的一种方法。的一种方法。p 经过人工诱导使花粉粒的染色体数目加倍，经过人工诱导使花粉粒的染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。重新恢复到正常植株的染色体数目。p 再经历与胚形成的同样过程，发育成正常的再经历与胚形成的同样过程，发育成正常的单倍体植物。单倍体植物。 p 单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。种的培育开辟了新途径。花药培养在育种工作上的意义花药培养在育种工作上的意义

4、课题课题2月季的花药培养月季的花药培养专题专题3 植物的组织培养技术植物的组织培养技术 说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因素，学习花药培养的基本技术。素，学习花药培养的基本技术。过程与方法过程与方法教学目标教学目标尝试用月季或其他植物的花药进行培养。尝试用月季或其他植物的花药进行培养。 通过学习真正了解植物的花药培养在育种通过学习真正了解植物的花药培养在育种上的特殊意义。上的特殊意义。情感态度与价值观情感态度与价值观重点与难点重点与难点选取适宜的培养材料和培养基。选取适

5、宜的培养材料和培养基。一、一、 基础知识基础知识1、被子植物的花粉发育、被子植物的花粉发育花丝花丝花药花药雄蕊雄蕊囊状结构，内有很多花粉粒囊状结构，内有很多花粉粒雄蕊雄蕊 大多数被子植物的花药是由大多数被子植物的花药是由4个花粉囊（少个花粉囊（少数植物为数植物为2个）组成，分为左、右两半，中间由个）组成，分为左、右两半，中间由药隔相连。药隔相连。 花粉囊花粉囊 当花粉囊的壁组织逐步发育分化时，会形成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）。大量的花粉母细胞（小孢子母细胞）。 花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成，花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成，因此，花粉

6、粒是单倍体的生殖细胞。因此，花粉粒是单倍体的生殖细胞。 花粉花粉 被子植物花粉的发育要经历：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。四分体时期、单核期和双核期等阶段。被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程A未成熟的花药未成熟的花药B花粉粒发育过程的三个阶段花粉粒发育过程的三个阶段C与成熟的花药（示花粉囊开与成熟的花药（示花粉囊开裂，散出花粉粒）裂，散出花粉粒）1.花丝；花丝； 2.未成熟花粉囊；未成熟花粉囊； 3.药隔；药隔；4.小包子母细胞；小包子母细胞； 5.四四个单相的小包子包在同一壁个单相的小包子包在同一壁内（四分体）；内（四分体）； 6.成熟花粉成熟花粉粒

7、；粒； 7.已成熟的花粉囊；已成熟的花粉囊； 8.花粉粒；花粉粒； 9.花药的裂口花药的裂口2、产生花粉植株的两种途径、产生花粉植株的两种途径花粉花粉花粉花粉胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织丛芽丛芽生根生根移栽移栽脱分化脱分化分化分化再分化再分化诱导诱导脱分化脱分化 两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决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。于培养基中激素的种类及其浓度配比。资料资料3、影响花药培养的因素、影响花药培养的因素II. 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在单核期，细胞率的重要因素。一般来

8、说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。功率最高。I. 花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般，月季的花药培养时间选在五月植株。一般，月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。初到五月中旬，即月季的初花期。III.为了挑选到单核为了挑选到单核 期的花药，通常期的花药，通常 选择完全未开放选择完全未开放 的花蕾。的花蕾。 盛开的或略微开放的花都不盛开的或略微开放的花都不易选做实验材料易选做实验材料月季月季 通常从生长旺盛的植株上取早期现蕾的通常从生长旺盛的植株上取早期现蕾

9、的花药或花粉进行培养，较易形成花粉植株；花药或花粉进行培养，较易形成花粉植株；取蕾前，供体植株的栽培条件的好坏也影响取蕾前，供体植株的栽培条件的好坏也影响花粉植株的诱导率。花粉植株的诱导率。A 亲本植株的生长条件亲本植株的生长条件B 材料的低温预处理材料的低温预处理 有报道称低温（如有报道称低温（如4）预处理一定时间）预处理一定时间（如（如48 h）可以明显促进胚状体的形成，有的经）可以明显促进胚状体的形成，有的经短期高温（短期高温（30 40）处理也能够促进胚状体的）处理也能够促进胚状体的形成，但是不同作物对所需的最适处理温度和时形成，但是不同作物对所需的最适处理温度和时间要求不同。间要求不

10、同。C 培养条件培养条件 培养温度通常保持在培养温度通常保持在25左右，光照因作物左右，光照因作物种类不同而异。在花粉培养的早期，黑暗或弱光种类不同而异。在花粉培养的早期，黑暗或弱光条件可能更有利于花粉分裂的启动。条件可能更有利于花粉分裂的启动。D 接种密度接种密度 答：花瓣松动后，微生物就可能侵答：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。入到花药，给材料的消毒带来困难。思考思考 为什么花瓣松动会给材料的消毒为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？带来困难？二、二、 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

11、（一）（一） 材料的选取材料的选取1. 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否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。处于适宜的发育期。2. 最常用的方法：最常用的方法：醋酸洋红法、焙花青醋酸洋红法、焙花青铬矾法。铬矾法。 某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花焙花青青铬矾法铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。（二）材料的消毒（二）材料的消毒花蕾花蕾无菌水无菌水清洗清洗吸干表面水分吸干表面水分0.1的氯化汞溶液的氯化汞溶液 2-4 min无菌水清洗无菌水清洗3-5次次70的酒精浸的酒精浸泡泡30

12、s（三）接种和培养（三）接种和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花灭菌后花蕾，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。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。于愈伤组织或胚状体的形成。 经过经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出天培养后，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

13、及时转移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。到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。 每瓶接种花药每瓶接种花药7-10个，温度控制在个，温度控制在25左右，左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 对培养出来的植株做进一步的鉴定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，常常会出过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化。现染色体倍性的变化。视频一：视频一：月季的花药培养月季的花药培养1视频二：视频二：月季的花药培

14、养月季的花药培养2视频三：视频三：月季的花药培养月季的花药培养3三、三、 结果分析与评价结果分析与评价1、选材是否恰当、选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键。应学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。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、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。如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。3、接种是否成功、接种是否成功 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出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

15、一步就成功了。要适胚状体，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。步分化成再生植株。基础基础知识知识实验操作实验操作被子植被子植物的花物的花粉发育粉发育花粉花粉双核期双核期其他因素其他因素接种密度接种密度小包子四分体时期小包子四分体时期影响因素影响因素花粉发育经花粉发育经历的时期历的时期花粉囊花粉囊单核期单核期亲本植株的生长条件亲本植株的生长条件材料低温预处理材料低温预处理月月季季的的花花药药培培养养 材料与培养基材料与培养基材料的选取材料的选取产生途径产生途径结果分析与评价结果分析与评价消毒消毒花粉花粉培养条

16、件培养条件接种和培养接种和培养课堂小结课堂小结下表是某培养液成分含量表，请回答：下表是某培养液成分含量表，请回答：编号编号成分成分含量含量（NH4）HCO30.5gKH2PO43.0 gCaSO40.5gFeCl20.5g维生素维生素少许少许水水1000mL课堂练习课堂练习 （1）若用于培养微生物，该培养液中有）若用于培养微生物，该培养液中有_类营类营养物质，可培养的微生物同化作用类型是养物质，可培养的微生物同化作用类型是_。 （2）此营养液若用来培养固氮微生物，则应除去）此营养液若用来培养固氮微生物，则应除去的成分是的成分是_ ，应加入的物质是，应加入的物质是_。 （3）若用该培养液培养大肠

17、杆菌，应加入的物质）若用该培养液培养大肠杆菌，应加入的物质是是_ ，为检测大肠杆菌的存在与否还应加入，为检测大肠杆菌的存在与否还应加入_和和_，将呈现，将呈现_反应。反应。五五自养型自养型有机物有机物有机物有机物伊红伊红美兰美兰蓝紫色蓝紫色 （4）此培养液若用于培养金黄色葡萄球菌并观）此培养液若用于培养金黄色葡萄球菌并观察菌落形态，除有机物外还应加入察菌落形态，除有机物外还应加入_，为使其，为使其正常生长繁殖，同时又抑制其他杂菌，还应加入正常生长繁殖，同时又抑制其他杂菌，还应加入_。 （5）此培养液若用于植物组织培养，）此培养液若用于植物组织培养， 还应加入还应加入_和和_。 （6）各种成分在

18、熔化后分装前必须进行）各种成分在熔化后分装前必须进行_，接种前要进行接种前要进行_。琼脂琼脂高浓度食盐高浓度食盐蔗糖、蔗糖、Mg2+ 等等琼脂琼脂调整调整pH灭菌灭菌 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，将。如果运用常规育种方法，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）进行测交，可以选择出基因型为测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。少三年的选种和育种时间。习题答案习题答案 如果利用花药培养的技术，在如果利用花药培养的技术，在F1代产生的代产生的花粉中就可能有花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植株进的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短）。这种方法可以大大缩短育种周期。育种