课题2　月季的花药培养

1、课题2 月季的花药培养,花中皇后月季又称“月月红”，自然花期5至11月，开花连续不断 ，通常扦插就可以成活。,知识回顾,单倍体育种的过程？,花药离体培养,单倍体植株（N）,秋水仙素处理，使染色体加倍,植株（2N）,2、明显缩短育种周期,特点： 1、后代植株都为纯合子,正常植株（2N）,花粉粒（N）,3、为新品种的培育开辟了新途径,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,实例：梨、杏、玉米、大豆,一、基础知识,（一）被子植物的花粉发育,花丝,花药：囊状结构，内有很多花粉,2、雄蕊,3、花粉的概念:由花粉母细胞经过 _ 分裂形成的单倍体的生殖细胞.,减数,

2、小孢子母细胞,(花粉母细胞),减数分裂,4个小孢子,（小孢子四分体时期）,小孢子单核期,（单核居中期 单核靠边期）,有丝分裂,每个小孢子,花粉管细胞核,生殖细胞核,（双核期）,营养细胞,生殖细胞,有丝 分裂,2个精子,思考：在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生几个精子？,8个,（控制花粉的萌发并提供营养）,注意：两个精子和一个营养核的基因型相同,4发育过程 (1)_：4个单倍体细胞连在一起。 (2)单核期：细胞含有浓厚的_，该期又可分为_和单核靠边期两个时期。 （3）双核期：细胞中含有_细胞核和_细胞核，它们分别形成一个营养细胞和一个生殖细胞，其中的生殖细胞形成两个精子。,四分体时期,原生质

3、,单核居中期,生殖,花粉管,被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？,思考,前者是指4个单倍体细胞连在一起的时期；后者是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。,不是,A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的 B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期 C.花粉发育经历的四分体时期与减数分裂的四分体时期含义相同 D.花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程,1.下列关于被子植物花粉的形成，说法正确的是,B,A.被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果 B.花粉粒是在花药中的花粉囊中形成的 C.花粉粒在发育过程中，核先位于细

4、胞中央，在移到细胞的一侧 D.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段,A,2.下列关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是,（二）产生花粉植株的两种途径,移栽,1途径差异：,2形成原因：,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。,3、体细胞胚（胚状体）：,在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体）。,A.花粉通过胚状体阶段直接发育成植株 B.花粉先形成愈伤组织在诱导分化成植株 C.花粉经脱分化形成胚状体，在分化出根，然后诱导生芽 D.两种途径并无绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类和浓度

5、比例,C,3.下列对产生花粉植株途径的叙述，不正确的是,4、下面是被子植物花粉发育过程的简略表示，请回答： 小孢子母细胞双核期 (1)是指_时期，由小孢子母细胞经_分裂形成。 (2)和分别是指_期和_期，该期细胞的特点是_。 (3)1个花粉母细胞经过分裂最多能形成_个花粉粒，_个细胞核。 (4)双核期的两个核分别叫_核和_核。,四分体,减数,单核居中,单核靠边,含浓厚的原生质,4,12,生殖细胞,花粉管细胞,5、某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答： （1）图中表示的是该花粉培养过程中的 _过程，表示的是_过程，X代表的是_，表示的是_

6、过程，表示的是诱导_ 过程。 （2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中_ 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 _ 植株。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。,脱分化,再分化,胚状体,分化,生根,激素,单倍体,细胞全能性,6、结合教材内容填下列示意图：,(三)、影响花药培养的因素,1、材料的选择,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,选材是否成功是花药培养成功的关键,选材,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

7、药培养的小孢子发育时期为单核靠边期,花药培养时期的选择,主要因素： 材料的选择 和 培养基的组成,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。,其它时期选择的缺点,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。,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,单核期花药的挑选,花药培养时间,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,2、培

8、养基的组成,花药培养基所采用的培养基可能因植物的不同而有所变化,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,1、 影响花药培养的主要因素是（ ） A材料的选择与培养基的组成 B亲本植株的生理状况 C选择合适的花粉发育时期 D材料的低温处理与接种密度,2、月季花药培养时的花粉粒最好是（ ） A、四分体时期 B、单核居中期 C、单核靠边期 D、二核或三核花粉粒,C,A,五、实验操作,（一）材料的选取,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。,最常用的方法有醋酸洋红法,1、方法,从花药看：月季的初花期 从花

9、粉看：单核期 从花蕾看：完全未开放的,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。,醋酸洋红的配置,2、醋酸洋红法,染色操作,花药（载玻片上）1%的醋酸洋红1滴用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核被染成红色）,将5g铬明矾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。,焙花青铬钒溶液的配制方法,染色操

10、作,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,卡诺氏固定液的配制方法,花药（在卡诺氏固定液中处理20min）取出，置于载玻片上焙花青铬矾溶液染色盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核被染成蓝黑色）,5、无菌水冲洗35次 花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态,1、花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30秒,2、无菌水清洗,3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分,4、放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中24分钟 （质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）,（二）材料的消毒,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。,为什么

11、花瓣松动会给材料的消毒带来困难？,讨论：,（三）接种和培养,1 灭菌后花蕾，要在 下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。,3 通常每瓶接种花药 ，温度控制在 左右， 。幼小植株形成后才 。,2 在剥离花药时，要尽量 （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 ，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。,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。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。,4 进一步鉴定和筛选：常常会出现染色体倍性的变化,无菌条件,不损伤花药,去除花丝,7-10个,25,不需要光照,需要光照,

12、主要原因是花粉管核和生殖核融合造成的,植物组织培养技术与花药培养技术的比较,1 离体培养的外植体为体细胞。 2 有丝分裂的过程，染色体数量不变。,1 花粉是生殖细胞，得到的单倍体植株，弱小且高度不育。 2秋水仙素处理，染色体加倍，恢复正常的染色体数，为纯种。,课题成果评价,一 选材是否恰当 二 无菌技术是否过关 三 接种是否成功,人工种子：胚状体 /顶芽 /不顶芽等+人工种皮+人工胚乳,课外知识,练习：小麦高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有高杆抗锈病和矮杆不抗病的两种纯合体，要获得矮杆抗锈病的良种，可用杂交育种和单倍体育种法，步骤如下：,高杆抗锈病（DDTT

13、） 矮秆不抗锈病 （ddtt） F1：的基因型和表现型 a 各种配子的种类 a 符合要求的单倍体的基因型 良种的基因型表现型 单倍体育种方法的主要优点是 。,1 可以明显缩短育种年限2 后代为纯合子,P：,DdTt，高秆抗锈病,DT，Dt,dT, dt,ddTT矮秆锈病,杂交育种,花药离体培养,DT，Dt,dT, dt,秋水仙素处理,下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：,1）选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的 重要因素，一般来说选用 期的花粉可提高成 功率。选择花粉时，一般要通过 来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要 对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是 。,单核,镜检（显微镜观察）,醋酸洋红,2）上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基