植物离体培养.ppt.Convertor.doc

第八章 植物离体培养育种植物离体培养的概念与应用:花药和花粉培养与单倍体育种:植物离体培养的概念与应用植物离体培养的概念：植物离体培养的类型：植物离体培养在园艺植物育种中的应用：植物离体培养：即广义的植物组织培养，是指通过无菌操作，将植物的组织、器官、细胞以及原生质体等接种于人工配制的培养基上，在人工控制的环境条件下进行培养，以获得再生的完整植株和生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。是现代生物技术的一个重要组成部分。植物离体培养的类型（按外植体的种类和培养目的来分）:胚胎培养组织培养器官培养花粉培养与花药培养细胞培养原生质体培养外植体explant ：在离体条件下，把由活植物体上分离下来进行培养的部分称为外植体。植物离体培养在园艺植物育种中的应用扩大变异范围克服远缘杂交的一些障碍获得体细胞杂种倍性控制突变的诱导和离体选择加速亲本材料的纯化快速无性繁殖获得脱毒苗种质资源的试管保存可作为外源基因转化的受体系统花药和花粉培养与单倍体育种单倍体在植物育种上的重要性花药和花粉培养技术单倍体植株的染色体加倍自然加倍人工诱导加倍从愈伤组织再生二倍体植株对于二倍体植物而言，单倍体只有一个染色体组，减数分裂时染色体不能正常联会，单套染色体全部同时分配到一个性细胞的机率极小。具有配子染色体数(n)的个体。单倍体植物是高度不育的。单倍体的概念单倍体本身没有利用价值。单倍体与二倍体的形态基本相似，但其生活力较弱、植株矮小、叶片较薄、花器较小。单倍体植株的特征单倍体在植物育种上的重要性单倍体染色体加倍可获得纯合二倍体有利于远缘杂交新类型的培育和稳定与诱变育种相结合可加速育种进程可作为外源基因转化的受体系统单倍体育种的概念人工培养花药，使花药中的单倍体细胞(花粉)单性发育成单倍体植株，经染色体加倍成为纯系，然后进行选育的一种育种方法。我国单倍体育种的研究处于世界领先地位，已培育出一些烟草、小麦、水稻等高产品种。F1减数分裂不同基因型的雌配子不同基因型的雄配子异质结合(自交)各种杂合的F2异质结合(自交)各种杂合的F3异质结合(自交)纯系杂合的Fn.各种基因型的纯系花药各种基因型的单倍体植株人工培养染色体加倍常 规 育 种单倍体育种5-6年2-3年1.克服杂种分离, 缩短育种年限AABBAABbAaBBAaBbAABbAAbbAaBbAabbAaBBAaBbaaBBaaBbAaBbAabbaaBbaabbAaBbF1PAAbbaaBB配子AbaBABAbaBabABAbaBabAABBAAbbaaBBaabb加倍单倍体花培纯系减数分裂结合ABAbaBab2.提高选择效率单倍体的每一种基因只有一个在诱变育种中，突变一旦发生，在单倍体植株上就能表现出来，可以较准确地检查高等植物的突变率。纯合的二倍体染色体加倍性状得到表现单倍体是研究基因性质的良好材料3.有利于突变的研究 远缘杂种在远缘杂种的花粉中，有极少数的花粉是可育的通过人工诱导花药获得花粉植株，再经染色体加倍成纯合的二倍体，克服远缘杂种不育性和不稳定性。高度的不育性高度不稳定性4.克服远缘杂种不育性和不稳定性 植物细胞的全能性-植物体的任何一个细胞都含有该物种的全套“遗传信息”，具有发育成完整植株的潜在能力。花药诱导的实质-花粉培养花粉培养的理论根据花粉的单倍性植物细胞的全能性反足细胞极核助细胞卵细胞优良的杂种一代植株的花药或杂种二代中选择出的优良植株的花药进行诱导培养。易于诱导的材料为亲本1234单核靠边期四分体之一花药载玻片花粉挤出醋酸洋红盖上盖玻片压片显微镜下观察%1.花粉发育期的检查MSHwhiteN6BN适应范围最广微量元素水大量元素维生素蔗糖琼脂配制好的培养基三角瓶或试管分装棉塞和包装纸封口高压灭菌(121，1100克/cm2 )1520分钟。2.培养基的配制类别化合物培养基浓度(mg/L)大量元素CaCl2.2H2O440KNO31900MgSO4.7H2O370NH4.NO31650KH2 PO4170微量元素MnSO4.4H2O22.3ZnSO4.7H2O8.6H3BO3 6.2KI0.83Na2MoO4.2H2O0.25CuSO4.5H2O0.025CoCl2.6H2O0.025铁盐 Na2.EDTA37.3FeSO4.7H2O27.8有机物 甘氨酸2盐酸硫胺素0.4盐酸吡哆素0.5烟酸0.5肌醇100在无菌条件下单核靠边期的花蕾无菌水冲洗两遍接种到培养基上消毒10分钟10漂白粉0.1的升汞(HgCl)取出花药3.接种花药温度2026每天光照812小时 20 -30天后长出愈伤组织培养条件愈伤组织分化培养基23mm转移器官分化植株温度应保持在2328白天光照810h光照强度应达到2000勒克司培养条件激动素生长素，分化出芽激动素生长素，分化出根激素的影响4.培养花药培养基本都属于后一种类型花药胚 状 体小植株花药愈伤组织小植株胚性愈伤组织F温度应控制在10左右；F将苗移入结构良好的土壤中，且不可过湿。在移栽后7-10天要加盖玻璃罩保湿；F幼苗成活后的管理同一般盆栽。F适当光照，注意由弱到强。愈伤组织和幼苗的起源花药体细胞(花药壁、药隔或花丝细胞)生殖细胞(花粉)对愈伤组织和幼苗根尖进行染色体检查，这是最可靠的鉴定方法。根据单倍体植