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月季的花药培养 花的结构 雌蕊的结构 知识扩展 植物的花药培养在育种上有什么意义 缩短了育种周期后代为纯合子 花粉粒 花丝 花药 囊状结构 内有很多花粉 2 由花粉母细胞 即小孢子母细胞 花粉 即 单倍体的生殖细胞 3 阶段 一 被子植物的花粉发育 1 雄蕊 一 基础知识 减数分裂 四分体时期 单核期 双核期 4 过程 减数分裂 有丝分裂 1花粉母细胞 2n 4个小孢子 小孢子四分体 n 减分 有分 1个花粉管细胞核 n 1个生殖细胞核 n 有分 2个精子 单核居中期 n 单核靠边期 n 4 过程 即4个单倍体细胞 说明 1 二核花粉粒 有些成熟的花粉粒中 只含花粉管细胞核和生殖细胞核 精子在花粉管萌发时形成 最终也有三个细胞核 2 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 两个精子和一个营养核的基因型相同 3 减数分裂中四分体 联会后一对同源染色体中含有四个姐妹染色单体 小孢子细胞四分体期 花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞 思考 二 产生花粉植株的两种途径 说明 两种途径之间并没有绝对的界限 主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 为什么把胚状体到丛芽的过程称为分化 而把从愈伤组织到丛芽的过程成为再分化 胚状体的结构及其发育过程与种子相似 所以把胚状体到丛芽的过程称为分化 而把从愈伤组织到丛芽的过程成为再分化 部分花药通过胚状体途径形成小植株 烟草花药培养 胚状体发育途径 愈伤组织转接种到再生培养基 愈伤组织分化形成再生植株 水稻花药培养 愈伤组织发育途径 部分花药产生愈伤组织 接种在平板上的水稻花药 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 花粉胚 单倍体性细胞 1 材料的选择 不同种类植物的诱导成功率不同 同一种植物 亲本植株的生理状况对诱导成功率有直接影响 花期早期 初花期 3 选择最合适的花粉发育时期单核靠边期 不选择单核期之前花药原因 花药质地幼嫩 容易破碎 不选择单核期之后花药原因 花瓣开始松动 给材料消毒带来困难困难 挑选单核期花药方法 应当选择完全未开放的花蕾 菌少 易消毒 三 影响花药培养的因素 五月初至中旬 2 培养基的组成花药培养所采用的培养基各成分中植物生长调节剂的水平和配比起决定作用 3 其他因素 亲本植株的生长条件 材料的低温预处理 接种密度等对诱导的成功率都有一定的影响 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难 答 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 二 实验操作 材料选取 材料的消毒 接种和培养 一 材料选取 2 通过镜检来确定是否处于适宜的发育期 最常用的方法 醋酸洋红法某些植物的花粉细胞核不易着色 焙花青 铬矾法 花粉细胞核染成蓝黑色 1 从花药看 月季的初花期从花粉看 单核期靠边期从花蕾看 完全未开放的 鉴定花粉 最常用的方法是醋酸洋红法 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 某些植物的花粉细胞核不易着色 需要采用焙花青 铬钒法 花药 在卡诺氏固定液中处理20min 取出 置于载玻片上 焙花青 铬钒溶液染色 盖上盖玻片 镜检 花粉粒的细胞核被染成蓝黑色 注 花粉细胞核内有染色体 染色体主要由DNA和蛋白质组成 醋酸洋红为碱性染色剂 染色体容易被染色 通过染色 可以确定细胞核为单核期还是双核期 是单核居中期还是单核靠边期 一般单核靠边期的花药培养成功率最高 二 材料的消毒 花蕾 70 酒精 大约30s 无菌水 清洗 无菌吸水纸 吸干水分 1 氯化汞溶液 2 4min 无菌水 冲洗 月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较 二者有何不同 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 提示 用于培养花药 实际上多数未熟 由于它的外面有花萼 花瓣保护 通常处于无菌状态 所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可 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 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 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 每瓶接种花药7 10个 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 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 对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选 因为在花药培养中 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 三 结果分析与评价 1 选材是否恰当 选材是否成功是花药培养成功的关键 应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉 2 无菌技术是否过关 如果出现了污染现象 说明某些操作步骤 如培养基灭菌 花蕾消毒或接种等有问题 3 接种是否成功 如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体 花药培养的第一步就成功了 要适时转换培养基 以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株 作业2 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 无菌技术及接种操作等基本相同 不同之处在于 花药培养的选材非常重要 需事先摸索时期适宜的花蕾 花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基 花药培养对培养基配方的要求更为严格 这些都使花药培养的难度大为增加 1 关于被子植物花粉发育的说法 不正确的是 A 花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的B 被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果C 被子植物的花粉的发育要经历四分体时期 单核期 双核期等阶段D 花粉粒在发育过程中 核先位于细胞一侧 再移到细胞中央 BD 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 3 基因型为AaBb的水稻 条染色体 的花药通过无菌操作 接入试管后 在一定条件下培养成试管苗 愈伤组织是花粉细胞分裂形成的不规则的细胞团 愈伤组织必须从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质 要促进花粉细胞的分裂分化 培养基中应有 两种激素 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根 由芽发育成叶茎 这一过程必须给予光照 其原因是 利用光能制造有机物促进试管苗生长发育 试管苗的细胞核中有 条脱氧核苷酸链 试管苗的基因型有 水 无机盐 生长素 细胞分裂素 叶片 24 ABAbaBab 4 9分 草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代 导致产量降低 品质变差 运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗 草莓微型繁殖的基本过程如下 外植体愈伤组织芽 根植株请回答 1 微型繁殖培育无病毒草莓苗时 一般选取 作为外植体 其依据是 2 在过程 中 常用的MS培养基主要成分包括大量元素 微量元素和 在配制好的培养基中 常常需要添加 有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织 接种后2 5d 若发现外植体边缘局部污染 原因可能是 3 在过程 中 愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根 但分化出了芽 其原因可能是 茎尖 根尖