第八章植物胚胎培养

第八章植物胚胎培养主要内容：第一节胚培养第二节胚乳培养第三节胚珠和子房培养第四节离体授粉与离体受精

学习的目标与要求：了解植物胚培养类型、过程、培养条件，以及胚培养的应用。了解植物胚乳培养过程和培养条件，了解胚乳培养在实践中的应用。认识植物胚珠和子房培养方法及其在生产上应用。具备胚胎培养基本认知，有进行各类胚胎培养的基本能力。当前1页，总共38页。植物胚胎培养植物胚胎培养（EmbryoCulture）概念:指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植物的技术。包括胚培养(embryoculture)（成熟胚培养、幼胚培养）、胚珠培养(ovuleculture)、子房培养(ovaryculture)、胚乳培养(endospermculture)、离体受精(invitropollination)等类型。

1904年Hanning最早成功培养萝卜和辣根的胚。当前2页，总共38页。胚珠花药花丝柱头花柱子房壁子房雄蕊雌蕊植物胚胎培养当前3页，总共38页。植物胚胎培养种子各部分的发育来源当前4页，总共38页。植物胚胎培养合子发育成胚珠被发育成种皮受精极核发育成胚乳当前5页，总共38页。植物胚胎培养胚胎培养的类型当前6页，总共38页。植物胚胎培养植物胚胎结构当前7页，总共38页。植物胚胎培养当前8页，总共38页。植物胚胎培养当前9页，总共38页。植物胚胎培养当前10页，总共38页。一、胚培养胚培养：指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出来，置于培养基上进行培养的技术。胚的发育过程包括从合子分裂到幼胚形成直至发育为成熟胚的过程。当前11页，总共38页。一、胚培养植物胚胎发生过程：原胚－球形胚－心型胚－鱼雷胚－子叶胚球形胚前期心型胚前期鱼雷胚球形胚当前12页，总共38页。一、胚培养当前13页，总共38页。一、胚培养1.胚培养的意义促使发育不良或中途败育的胚发育成熟缩短育种周期获得单倍体植株打破休眠期促进胚萌发建立高频再生体系可作为转基因受体材料当前14页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术胚的发育对营养的要求有2个阶段，即：

异养期：这一时期的幼小胚完全依赖胚乳和周围的母体组织提供营养。

自养期：这一时期胚能吸收培养基中的无机盐和糖，经过自身的代谢作用合成其生长必需的物质，在营养上已可以完全独立。当前15页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术

依据所剥离胚的发育时期不同：培养类型幼胚培养(immatureembryo)成熟胚培养(matureembryo)子叶形成之前子叶形成之后当前16页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术

成熟胚培养：指子叶期至发育成熟的胚培养。成熟胚是自养的，培养基需要简单。仅提供一定的温度、湿度就可以发芽生成植物体。如种子的发育。培养过程：种子——95%酒精消毒——选取完好种子——70%酒精浸数秒——0.1%升汞或10%次氯酸钠浸泡——无菌水冲洗——种子培养几天——剥离种胚——接种在培养基上。成熟胚培养一般较易获得成功当前17页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术

成熟胚培养当前18页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术幼胚培养：是指处于原胚期、球形期、心形期、鱼雷期的胚培养；幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求培养基成分复杂，培养不易成功。幼胚培养的基本程序取子房常规表面消毒解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。固体培养当前19页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术

幼胚培养幼胚离体培养的生长发育方式：

胚性发育：胚只是在体积上增大甚至超过正常胚大小而不能萌发成苗。早熟萌发：幼胚不再发育，迅速萌发成幼苗。多数情况一个幼胚萌发成一个植株，有时因细胞分裂形成许多胚状体，进而形成许多植株，即丛生胚现象。

愈伤组织：多数植物幼胚形成愈伤组织。再分化成胚状体或形成芽苗。当前20页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术幼胚培养影响幼胚培养成功的因素培养基：无机盐、碳水化合物、激素等环境条件(温度：多数为25-30℃，因植物种类有所差别。光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。)

提高幼胚的成活率，可采用胚乳看护培养当前21页，总共38页。一、胚培养2.胚培养技术

胚龄与胚性发育的关系

胚龄越小，离体培养越困难；胚的发育分为自养期和异养期，双子叶植物球形胚之前属于异养，心形胚以后转入自营养；当前22页，总共38页。二、胚乳培养胚乳培养（Endospermculture）：是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术。被子植物胚乳是由2个单倍的极核和1个单倍的精子结合而成的3倍体组织。由它可获得无子结实的3倍体植株，进而可将它加倍成6倍体植株。裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。裸子植物的胚乳为配子体的一部分，由大孢子直接分裂发育而成，因此是单倍体组织。当前23页，总共38页。二、胚乳培养1.胚乳离体培养的意义胚乳培养再生植株证明了全能性理论；研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能；再生植株多为三倍体，产生无籽果实；可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型的非整倍体植株。胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天然产物代谢途径的理想系统。当前24页，总共38页。二、胚乳培养2.胚乳培养技术

胚乳培养过程含胚乳的果实或种子→表面消毒→无菌条件下胚乳的剥离→接种培养基培养培养室温度25-27℃，黑暗或弱光下当前25页，总共38页。二、胚乳培养2.胚乳培养技术

影响植物胚乳培养的主要因素胚乳是一种独特的组织，在被子植物中它是双受精的产物，在倍性上属于三倍体，事实上我们培养胚乳的首要目的也是为了直接获得三倍体植株。

基因型胚乳的发生类型和发育程度：胚乳处于细胞形成期并仍保持旺盛分生能力。（游离胚乳核时期和成熟胚乳时期均不适合）。胚因子培养基当前26页，总共38页。二、胚乳培养2.胚乳培养技术胚乳培养的器官发生愈伤组织形成、器官发生（1）愈伤组织的诱导（2）愈伤组织的再分化（3）胚乳苗的生根培养当前27页，总共38页。三、胚珠和子房培养雌蕊与子房的类型当前28页，总共38页。三、胚珠和子房培养柱头花柱子房花梗花托花组成胚囊卵细胞株心珠孔反足细胞珠被胚珠极核株柄当前29页，总共38页。三、胚珠和子房培养成熟胚珠合点珠心珠被珠柄珠孔胚囊当前30页，总共38页。三、胚珠和子房培养当前31页，总共38页。三、胚珠和子房培养1.胚珠培养和子房培养的意义胚珠培养的意义:防止杂种胚早期败育，获得杂种植株；受精前胚珠培养，可作为试管受精的基础；未受精胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于单倍体育种。子房培养的意义:获得杂种植株；未授精子房培养为试管受精提供技术基础；未受精子房培养能获得获得单倍体植株，用于单倍体育种。当前32页，总共38页。三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养：将胚珠从母株中分离出来，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以致形成幼苗的过程。根据胚珠是否受精分为两类：受精胚珠的培养未受精胚珠的培养植物胚珠结构图示当前33页，总共38页。三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术胚珠培养

胚珠培养的方法培养受精胚珠，摘取授粉时间合适的子房，如培养未受精胚珠，则在授粉前摘取子房→表面灭菌→剖开子房壁，取出胚珠或带胚珠的胎座接种培养。

影响胚珠培养成功的因素

材料的选择发育时期胎座组织培养基当前34页，总共38页。三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术子房培养：将子房从母株上摘下，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。包括授粉子房和未授粉子房培养。受精后的子房仍需进行表面消毒后再接种。而未受精子房可将花被表面消毒后，在无菌条件下直接剥取子房接种。子房培养只需较简单的培养基即可形成果实，并含成熟种子。子房培养的方法授粉或授粉后的子房表面消毒接种培养当前35页，总共38页。三、胚珠和子房培养2.胚珠培养和子房培养的技术子房培养

影响子房培养的因素材料的选择：品种间的差异、胚囊发育时期培养基：基本培养基、激素、蔗糖（3-10%）接种方式：要注意极性；营养吸收单倍体来源和发育途径由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍体非正常发育的大孢子四分体产生单倍体当前36页，总共38页。四、离体授粉与离体受精1.离体授粉与离体受精的意义可以克服远缘杂交中的不亲和性，特别是离体子房授