选修1-3.2月季的花药培养

1、被子植物定义：凡是种子有果皮包被着，胚珠有子房壁包被着的植物，就叫做被子植物一、被子植物和裸子植物2、裸子植物定义：凡是胚珠裸露，外面没有子房壁包被，种子外面没有果皮包被的植物称为裸子植物实例：玉米、大豆、梨、杏实例：松、杉、柏药隔：花药中部，由薄壁细胞构成，内有维管束花药花粉囊（4或2）囊壁花粉粒表皮纤维层2、花药的结构二、被子植物花粉粒的形成3、花药的发育周缘细胞（初生壁细胞）外：体积较大药室内壁中：一层或几层细胞内：绒毡层分裂孢原细胞造孢细胞花粉母细胞（小孢子母细胞）有丝分裂绒毡层：为花粉粒的发育提供营养，最后消失药室内壁：多量淀粉，发育成纤维层中层：早期分解，吸收，消失花粉是小孢子母细胞（花粉母细胞）经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。4、被子植物的花粉发育：①经历时期：四分体时期、单核期、双核期4、被子植物的花粉发育过程：②花粉粒的形成花粉母细胞（小孢子母细胞）减数分裂四分体时期（小孢子）单核居中期(小孢子)单核靠边期(小孢子)有丝分裂双核期(花粉粒）花粉管细胞核生殖细胞核营养细胞生殖细胞精子有丝分裂精子两个精子和一个营养核的基因型相同2nnnnnnnnnn1花粉母细胞4个小孢子减数分裂有丝分裂4个花粉管细胞核4个生殖细胞核有丝分裂8个精子③花粉粒类型：一个成熟的花粉粒即为雄配子体，有两种情况：二核花粉粒:成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞核。（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。4、被子植物的花粉发育：三、被子植物胚囊的形成1、雌蕊的组成：柱头、花柱、子房。胚珠的外层是珠被，里面是胚囊。胚囊是由胚珠内的胚囊母细胞（大孢子母细胞）发育而成。胚囊母细胞经过减数分裂，产生四个细胞，称为大孢子，每个大孢子内的染色体数目都比胚囊母细胞减少一半。这4个细胞排成一行，其中靠近珠孔的3个细胞退化，最里面的发育为胚囊细胞，胚囊细胞的核连续进行三次有丝分裂，但是每次核分裂后，并不接着进行细胞质分裂，就形成了8个细胞核的胚囊。开始，这8个细胞核分别位于胚囊的两端，每端4个，接着，每端各有1个细胞核移到胚囊的中央，这就是极核，所以再胚囊中的8个核中遗传物质是一样的。3、卵细胞的形成三、被子植物胚囊的形成以后靠近珠孔端的3个细胞核发育成3个细胞，其中最大的一个是卵细胞，其余的是2个助细胞，另一端3个细胞核也发育成3个细胞，成为反足细胞。花粉落到雌蕊柱头上以后，在柱头上黏液的刺激下，花粉开始萌发并形成花粉管，花粉管沿着花柱向胚珠方向生长，到达胚珠后从珠孔绕过卵细胞进入胚囊，到达胚囊中卵细胞和极核之间，这时花粉管的前端破裂，两个精子释放出来，其中一个精子与两个极核结合形成受精极核，另一个精子与卵细胞结合形成受精卵，这是被子植物特有的双受精现象4、受精过程三、被子植物胚囊的形成花雄蕊雌蕊花药花粉粒精子精子子房胚珠胚囊子房壁珠被卵细胞两个极核受精卵受精极核胚胚乳种皮种子果皮果实有丝分裂有丝分裂1n1n2n1n3n2n2n2n2n胚是一个新个体的幼体5、发育结果三、被子植物胚囊的形成四、产生花粉植株的两条途径

这两种途经之间并没有绝对的界线，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。五、影响花药培养的因素1、材料的选择2、培养基的组成3、其他因素亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种的密度等对诱导成功都有一定的影响主要的影响因素

①不同植物的诱导成功率很不相同，就同一种植物来说，亲本的生理状况对诱导成功率也有直接影响。②选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素。

因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体，花粉发育的过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。五、影响花药培养的因素1、材料的选择③花药培养时期的选择一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养的成功率最高。即：最适合花药培养的小孢子发育时期为单核靠边期。五、影响花药培养的因素1、材料的选择④其它时期选择的缺点选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易破碎；选择单核期之后的花药接种，花瓣已有些松动，又给材料的消毒带来困难，且难以挑选到单核期的花药。P39﹖为什么花瓣松动会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。⑦花药培养时间为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。盛开的或略微开放的花，都不宜选作实验材料。⑥选择完全未开放花蕾的原因完全未开放的花蕾，可挑选到单核期的花药，菌少、易消毒。⑤单核期花药的挑选

一般月季的花药培养时间选在五月初到五月的中旬，即月季的初花期。初花期的花蕾营养状态及生理状态会比较好，可能提高花粉的诱导成功率。五、影响花药培养的因素1、材料的选择六、实验操作（一）材料的选取②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。①最常用的方法有醋酸洋红法1、方法：最适合花药培养的小孢子发育时期为单核靠边期。染色后“镜检”①醋酸洋红法染色机理:

醋酸洋红为碱性染色剂，而花粉细胞内有染色体，染色体主要成分是DNA和蛋白质,易被碱性染料着色染成红色

。将体积分数45％的醋酸100ml煮沸，缓缓加入1g洋红，在加热回流8h，冷却至50℃，过滤即可。②醋酸洋红的配置:2、醋酸洋红法六、实验操作（一）材料的选取③染色操作:将花药放在载玻片上，加一滴质量分数1％的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检查。3、焙花青—铬钒法将无水酒精与冰醋酸按体积比为3：1的比例混匀。①卡诺氏固定液的配制方法:六、实验操作（一）材料的选取②焙花青—铬钒溶液的配制方法:将5g铬钾矾[K2SO4Cr2(SO4)·24H2O]加入90ml蒸馏水中，溶解后加入0.1g焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸5分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至100ml。③染色操作:花药应该在卡诺氏固定液中固定20min，然后取出放在载玻片上，加焙花青—铬钒溶液染色，盖上盖玻片后在显微镜下检查。（二）材料的消毒1、酒精处理①花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30秒，立即取出。②无菌水清洗③无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分六、实验操作2、消毒液处理①放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2－4分钟（也可质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）②无菌水冲洗3－5次用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、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。在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药②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立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药7-10个。1、剥取花药①勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织2、接种注意：（三）接种和培养六、实验操作①培养条件：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。

3、培养②培养：一般经过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长出愈伤组织则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③注意：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。六、实验操作（三）接种和培养在花药培养中，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（主要原因是营养核和生殖核融合