月季花药离体培养

1、自主预习自主预习一、一、1花药花药 花粉花粉 2()花粉母细胞花粉母细胞 ()小孢子四分体小孢子四分体 双核期双核期 ()减数减数 小孢子四分体小孢子四分体 单核居中单核靠边有丝单核居中单核靠边有丝 生殖生殖 花花粉管粉管 有丝有丝 两两二、二、1愈伤组织愈伤组织 分化分化 再分化再分化 诱导诱导 2(1)激素激素 (2)浓度配比浓度配比三、三、1(1)初花期初花期 (2)单核期单核期 (3) 完全未开放完全未开放 2培养基培养基 3生长条件生长条件 接种密度接种密度四、四、1（1）镜检）镜检 （2）红色）红色 蓝黑色蓝黑色 270%酒精酒精 无菌水无菌水 无菌吸水纸无菌吸水纸 01%的氯化汞

2、溶液的氯化汞溶液 无菌水无菌水3（1）无菌无菌 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 不利于愈伤组织或胚不利于愈伤组织或胚状体的形成状体的形成 培养基培养基 710 （2） MS 25 光照光照 分化培养基分化培养基知识回顾 单倍体育种的过程？单倍体育种的过程？花药离体培养（花药离体培养（N）单倍体植株（单倍体植株（N）秋水仙素处理，秋水仙素处理，使染色体加倍使染色体加倍植株（植株（2N）特点：特点：1 明显缩短育种年限明显缩短育种年限2 后代植株都为纯合子。后代植株都为纯合子。正常植株（正常植株（2N）课题课题2:2:月季的花药培养月季的花药培养一、课题目标一、课题目标说出被

3、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，尝养的因素，学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。试用月季或其他植物的花药进行培养。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。花的结构花的结构 1.1.雄蕊雄蕊花药：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由由花粉母细胞花粉母细胞经过经过

4、减数分裂减数分裂形成形成的的单倍体的生殖细胞单倍体的生殖细胞. .2 .花粉的概念花粉的概念:3 .花粉发育阶段：花粉发育阶段： 小孢子四分体时期；单核期；小孢子四分体时期；单核期；双核期双核期被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程小孢子母细胞小孢子母细胞减数分裂减数分裂4个小孢子个小孢子(小孢子四分体时期小孢子四分体时期)小孢子小孢子(单核居中期单核居中期) 小孢子小孢子(单核靠边期单核靠边期) 生殖细胞核生殖细胞核+花粉管细胞核花粉管细胞核有丝分裂有丝分裂（花粉粒的双核期）（花粉粒的双核期）生殖细胞将再进行一次生殖细胞将再进行一次有丝分裂有丝分裂，形成两个精子，形成两个精子四分体四分

5、体时期时期 单核期单核期 双核期双核期 减数减数分裂分裂 思考：思考：探究主题一：探究主题一： 被子植物花粉的形成被子植物花粉的形成1 植物花粉发育过程中的小孢子植物花粉发育过程中的小孢子“四分体四分体”与减数分裂过与减数分裂过程中的程中的“四分体四分体”一样吗？请说明原因。一样吗？请说明原因。2.2.花粉粒中几个细胞核的基因型相同吗？花粉粒中几个细胞核的基因型相同吗？1 1不一样。从形成原因和实质两方面进行比较。不一样。从形成原因和实质两方面进行比较。形成原因形成原因实质实质小孢子小孢子“四分四分体体”花粉母细胞经减花粉母细胞经减数分裂而成数分裂而成四个小孢子细胞四个小孢子细胞减数分裂中减数

6、分裂中“四分体四分体”同源染色体经联同源染色体经联合而成合而成一对同源染色体，四一对同源染色体，四条染色体单体条染色体单体2 2个精子同营养细胞的基因型都一样个精子同营养细胞的基因型都一样。 2每个小孢子细胞内的染色体数与小孢子每个小孢子细胞内的染色体数与小孢子母细胞内的染色体数有什么关系？母细胞内的染色体数有什么关系？ 小孢子是由小孢子母细胞经过减数分裂而小孢子是由小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，所以小孢子细胞内的染色体数是形成的，所以小孢子细胞内的染色体数是小孢子母细胞内的染色体数目的一半。小孢子母细胞内的染色体数目的一半。4个小孢子个小孢子减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂4个花粉管细胞

7、核个花粉管细胞核4个生殖细胞核个生殖细胞核有丝分裂有丝分裂8个精子个精子1花粉母细胞花粉母细胞2NNNN 假如一种生物体细胞有条染色体那么它的小孢子假如一种生物体细胞有条染色体那么它的小孢子母细胞、小孢子、花粉管细胞核、生殖细胞核各有多少母细胞、小孢子、花粉管细胞核、生殖细胞核各有多少条染色体？如果小孢子母细胞的基因型为条染色体？如果小孢子母细胞的基因型为AB（两对（两对基因位于两对同源染色体上）那么小孢子、花粉管细胞基因位于两对同源染色体上）那么小孢子、花粉管细胞核和生殖细胞核的基因型是什么？核和生殖细胞核的基因型是什么？答案：答案：、，、，AB或或A或或B或。无论哪一种，来或。无论哪一种，

8、来源于同一个小孢子的花粉管细胞核和生殖细胞核的基因一定相同源于同一个小孢子的花粉管细胞核和生殖细胞核的基因一定相同 要让一个适合的花粉变成一株完整的植株需要经历哪些过程呢？ 阅读P38“产生花粉植株的两条途径”部分，找出它与菊花组织培养中的异同！移栽移栽花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚状体脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 花药中花药中的花粉的花粉脱分化脱分化 分化分化 丛芽丛芽 再分化再分化 丛芽丛芽 诱导诱导生根生根原因：培养基中的激素种类及浓度配比原因：培养基中的激素种类及浓度配比1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 种类及其浓度配比。种类及其浓度配比。2植株的特点：植

9、株的特点： 植株，植株弱小，植株，植株弱小， 。激素激素单倍体单倍体高度不育高度不育1.1.为什么为什么胚状体胚状体和和愈伤组织愈伤组织到丛芽分别称为到丛芽分别称为分化分化和和再分化再分化？思思 考考 2.2.花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？用于单倍体育种技术，可明显缩短育种周期，培育纯合用于单倍体育种技术，可明显缩短育种周期，培育纯合新品种。新品种。 胚状体就像种子，有胚芽、胚轴、胚根等结构。胚状体胚状体就像种子，有胚芽、胚轴、胚根等结构。胚状体到丛芽就是由原始的分化状态继续生长和分化完成的。到丛芽就是由原始的分化状态继续生长和分化完成

10、的。 而愈伤组织形成丛芽的过程是从脱分化状态进入再分化而愈伤组织形成丛芽的过程是从脱分化状态进入再分化形成丛芽的过程。形成丛芽的过程。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

11、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。 1、材料的选择、材料的选择 不同植物的诱导成功率不同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同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直接的影响影响. 2、培养基的组成、培养基的组成（ MSMS培养基培养基+ +不同比例的植物生长不同比例的植物生长调节激素）调节激素）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度

12、等此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等(三三)、影响花药培养的主要因素、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注意：选择最合适的花粉发育时期:单核靠边期单核靠边期 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

13、毒二、材料的消毒三、接种和培养三、接种和培养（一）材料选取（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：醋酸洋红法醋酸洋红法(将染色体染成红色将染色体染成红色)（学案探究主题二（学案探究主题二1） 焙花青焙花青-铬矾法铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色花粉细胞核染成蓝黑色)。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 花药（载玻片上）花药（载玻片上）1%的醋酸洋红的醋酸洋红1滴滴用镊柄将花药捣碎，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核被染

14、成红色）镜检（花粉粒的细胞核被染成红色） 花药（在卡诺氏固定液中处理花药（在卡诺氏固定液中处理20min）取出，置于载玻片上取出，置于载玻片上焙花青铬矾溶液染色焙花青铬矾溶液染色盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核镜检（花粉粒的细胞核被染成蓝黑色）被染成蓝黑色）1.我们怎样选择想要的花粉呢？我们怎样选择想要的花粉呢？2.我们怎样保证所选的材料处于单核期？我们怎样保证所选的材料处于单核期？（二）材料的消毒（二）材料的消毒（无菌吸水纸）（无菌吸水纸）吸干水分吸干水分（0.1氯化汞溶液）氯化汞溶液）24min（无菌水）（无菌水）冲洗冲洗花花蕾蕾（70酒精）酒精）大约大约30s（无菌水）（无菌水）

15、清洗清洗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？ 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或幼穗消毒即可。所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。 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

16、带来困难。（三）接种和培养（三）接种和培养 损伤花药，容易从受伤部位产生愈伤组织，即得不到单倍体损伤花药，容易从受伤部位产生愈伤组织，即得不到单倍体在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，染色染色体组的数目常常会发生变化体组的数目常常会发生变化.（主要原因是营养核和生殖核融合（主要原因是营养核和生殖核融合造成的）造成的）所以还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。所以还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。思考：思考：1、为何不能损伤花药且要彻底去除花丝？、为何不能损伤花药且要彻底去除花丝？2、培养时需要注意哪些事项？、培养时需要

17、注意哪些事项？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250C左右，不需要光左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。照。幼小植株形成后才需要光照。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或释放胚状体。长出愈伤组织要及时。长出愈伤组织要及时转移到转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，释放的胚状体，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，否则这些植株将很难分开将幼小植株分开，否则这些植株将很难分开因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花粉壁植

18、株。有些是由花粉壁细胞发育形成的二倍体花粉壁植株。菊花菊花组织培养组织培养月季的花药培养月季的花药培养材料材料选取选取生殖方式生殖方式光照状况光照状况菊花茎的组织培养和月季的花药培养比较菊花茎的组织培养和月季的花药培养比较（1 1）相同点）相同点理论基础：植物细胞的全能性理论基础：植物细胞的全能性基本过程：脱分化基本过程：脱分化再分化再分化影响因素：营养、激素、影响因素：营养、激素、pHpH、温度、光照等、温度、光照等未开花植株的茎上未开花植株的茎上部新萌生的侧枝部新萌生的侧枝选择完全未开放选择完全未开放的花蕾的花蕾无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖每日用日光灯照每日用日光灯照12 h12 h开始不需光照，幼开始不需光照，幼小植株形成后才需小植株形成后才需光照光照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代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（玉米（