《月季的花药培养》参考课件

1、 一、课题目标一、课题目标 说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生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素，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，尝试用月季或其他植物学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。的花药进行培养。 二、课题重点与难点二、课题重点与难点 课题重点：选取适宜的培养材料和培养基。课题重点：选取适宜的培养材料和培养基。课题难点：选取适宜的培养材料和培养基。课题难点：选取适宜的培养材料和培养基。基础知识基础知识 （一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育 被子植物的花的结构是怎样

2、的？被子植物的花的结构是怎样的？ 观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应的时观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？期吗？又有何特点？被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育雌蕊：雌蕊：花丝花丝花药：囊状结构，内有很多花粉粒花药：囊状结构，内有很多花粉粒 花粉花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。此，花粉是单倍体的生殖细胞。 花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体时期四分体时期、单核期单核期、双核双核期期注意：注意： 二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细

3、胞核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）殖细胞核。（精子在花粉管中形成） 三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。营养核和两个精子。 两个精子和一个营养核的基因型相同。两个精子和一个营养核的基因型相同。 1 1花粉母细胞花粉母细胞4 4个小个小孢子孢子减分减分有分有分4 4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4 4个生殖细胞核个生殖细胞核有分有分8 8个精子个精子人工种子人工种子 又称人造种子、合成种子或无性种子，

4、就是将组又称人造种子、合成种子或无性种子，就是将组织培养所产生的织培养所产生的体细胞胚、不定芽、顶芽、腋芽或小体细胞胚、不定芽、顶芽、腋芽或小鳞茎等繁殖体鳞茎等繁殖体，包裹在能提供营养的胶囊（，包裹在能提供营养的胶囊（人造胚乳人造胚乳）里，再在外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤里，再在外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜（的外膜（人造种皮人造种皮），造成一种类似种子的结构，能），造成一种类似种子的结构，能在一定的条件下萌发生长，形成完整植株。在一定的条件下萌发生长，形成完整植株。（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径有哪两种途径？原因是什么？有哪两种途径？原因是什

5、么？花药培养产生花粉植株的两种途径花药培养产生花粉植株的两种途径（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素 1 1、材料的选择、材料的选择 不同植物不同植物 同一植物的不同生理状况同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）（花期早期初花期） 合适的花粉发育期合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）（单核居中期与靠边期之间） 此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等度等 2 2、培养基的组成、培养基的组成材料的选择：材料的选择： 花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。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

6、在五月初到五月中旬，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。即月季的初花期。 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的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，细胞核由中央移向重要因素。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。的花蕾。 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？ 答：花瓣松动后，微生物就可能答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给

7、材料的消毒带来困难。侵入到花药，给材料的消毒带来困难。实验操作实验操作（一）材料的选取（一）材料的选取染色镜检染色镜检（二）材料的消毒（二）材料的消毒酒精、氯化汞、次氯酸钙酒精、氯化汞、次氯酸钙（三）接种和培养（三）接种和培养结果分析与评价结果分析与评价（一）材料的选取（一）材料的选取 选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。是否处于适宜的发育期。 最常用的方法有最常用的方法有醋酸洋红法醋酸洋红法。但是，某些植物。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青焙花青- -铬矾法铬矾法，这，这种方法能将花

8、粉细胞核染成种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色蓝黑色。（二）材料的消毒（二）材料的消毒1 1、花蕾用、花蕾用V/VV/V为为70%70%的酒精的酒精浸泡浸泡3030秒秒2 2、无菌水清洗、无菌水清洗3 3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4 4、放入、放入质量分数为质量分数为0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中2424分钟分钟（也可（也可质量分数为质量分数为1%1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液粉溶液）5 5、无菌水冲洗、无菌水冲洗3 35 5次次 用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、花瓣

9、或颖片保护，通常处于无菌状外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。（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瓣，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。花丝相连的花药不利

10、于愈伤组织或胚状体的形成。 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药7-107-10个，温度控制在个，温度控制在2525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。 一般经过一般经过20-3020-30天培养后，会发现花药开裂，长天培养后，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。分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。 如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会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产

11、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。很难分开。 在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化。（主要原因是植株，常常会出现染色体倍性的变化。（主要原因是营养核和生殖核融合营养核和生殖核融合造成的。）造成的。）植物组织培养技术与花药培养技术的异同点植物组织培养技术与花药培养技术的异同点项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织植物组织培养技术培养技术离体的植物组离体的植物组织经脱分化形织经脱分化形成愈伤组织，成愈伤组织

12、，再分化成丛芽，再分化成丛芽，诱导出根，然诱导出根，然后进行移栽。后进行移栽。外植体为体细胞，染色体数无需外植体为体细胞，染色体数无需加倍。加倍。花药培养花药培养技术技术取材为花药，培养的为单倍体幼取材为花药，培养的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不育，必须苗，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。为纯种。三、课题背景分析三、课题背景分析 课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上课题背景介绍了花药培养的历史以及花药培养在育种工作上的意义。有条件的话可以的意义。有条件的话可以 尝

13、试某种植物的花药培养。尝试某种植物的花药培养。 被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育 知识要点：知识要点：1.1.花粉是单倍体生殖细胞；花粉是单倍体生殖细胞；2.2.花粉的发育要经历花粉的发育要经历不同的时期。不同的时期。 产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径 知识要点：知识要点：花药培养产生花粉植株的两种途径。花药培养产生花粉植株的两种途径。 影响花药培养的因素影响花药培养的因素 知识要点：知识要点：选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成功的关键。功的关键。 练习练习1. 1. 答：答：F2F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为代紫色甜玉米的

14、基因型组成可能为AasusuAasusu或或AAsusuAAsusu。如果运用常规育种方法，将。如果运用常规育种方法，将F2F2代中的紫色代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（甜玉米与白色甜玉米（aasusuaasusu）进行测交，可以选择）进行测交，可以选择出基因型为出基因型为AAsusuAAsusu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育种时间。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，在如果利用花药培养的技术，在F1F1代产生的花粉中就可代产生的花粉中就可能有能有AsuAsu的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就的组合，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纯合体（可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusuAAsusu）。这种）。这种方法可以大大缩短育种周期。方法可以大大缩短育种周期。 练习练习2. 2. 答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之答：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、无菌技术及