人教版选修3 月季的花药培养 课件(27张).ppt

课题2月季的花药培养 1 说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径 2 说出影响花药培养的因素 3 学习花药培养的基本技术 4 尝试用月季或其他植物的花药进行培养 课标领航 重点 影响花药培养的因素及基本培养过程 月季花药培养的实验操作 难点 花药离体培养获得的单倍体植株本身在生产上没有应用价值 但在育种工作中却有重要的意义 这种育种方法就叫单倍体育种 它是先通过花药离体培养获得单倍体植株 再经过人工诱导 如秋水仙素处理 使染色体数加倍 从而获得能稳定遗传的具有优良性状的纯合子 大大缩短了育种的年限 情境导引 一 被子植物的花粉发育 基础知识 二 产生花粉植株的两条途径 三 影响花药培养的因素 要点一 被子植物的花粉发育 被子植物的花的结构是怎样的 观察下图 和减数分裂比较 你能指出对应的时期吗 又有何特点 核心要点突破 花丝 花药 雄蕊 囊状结构 内有很多花粉粒 1 花粉的概念 2 发育过程 细胞含有浓厚的原生质 该期又可分为单核居中期和单核靠边期两个时期 1 四分体时期 细胞中含有生殖细胞核和花粉管细胞核 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 由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞 4个单倍体细胞连在一起 3 双核期 2 单核期 花粉发育场所为被子植物雄蕊的花药中 被子植物的雄蕊通常包含花丝 花药两部分 花药为囊状结构 内部含有许多花粉 1 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 思考感悟 提示 不是同一阶段 前者的四分体时期是指4个单倍体细胞连在一起的时期 后者的四分体时期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 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 4个小孢子 减数分裂 有数分裂 4个花粉管细胞核 4个生殖细胞核 有数分裂 8个精子 注意 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 1花粉母细胞 二核花粉粒 三核花粉粒 2011年威海市高二检测 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 5 在进行花药组织培养时选择 段的培养成功率最高 例1 解析 花粉是由小孢子母细胞先经减数分裂后经有丝分裂并依次经历了四分体时期 单核期和双核期等阶段后产生的 单核期的细胞含浓厚的原生质 核开始时位于细胞的中央 随着细胞不断长大 核由中央移向细胞一侧 此时是花药组织培养的最佳时期 并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核 进而形成两个细胞 生殖细胞将再分裂一次 形成两个精子 由此可知1个花粉母细胞经过分裂最多形成4个花粉粒 而一个花粉粒最后会形成3个细胞核 故1个花粉母细胞最多能形成12个细胞核 2011年威海市高二检测 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 5 在进行花药组织培养时选择段的培养成功率最高 例1 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 例2 月季花药培养时 选择的花粉粒最好是 a 四分体时期b 小孢子母细胞期c 单核靠边期d 双核或三核花粉粒 解析 花粉在发育过程中 只有某一个时期对离体刺激较敏感 一般说来 月季完全未开放的花蕾 其内部的花粉细胞处在单核期 细胞核由中央移向细胞一侧时的花药培养成功率最高 c 二 产生花粉植株的两种途径 花粉 花粉 胚状体 愈伤组织 从芽 从芽 生根 移栽 脱分化 分化 再分化 诱导 一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株 另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织 再将其诱导分化成植株 1 途径差异 主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 2 形成原因 3 花粉植株的特点 单倍体植株 植株弱小 高度不育 三 影响花药培养的因素一 材料的选择 花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株 一般 月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬 即月季的初花期 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素 一般来说 在单核期 细胞核由中央移向细胞一侧的时期 花药培养成功率最高 为了挑选到单核期的花药 通常选择完全未开放的花蕾 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 2 培养基的组成 小麦中为n6培养基马铃薯 月季中为ms培养基油菜中为b5培养基 ms培养基是目前普遍使用的培养基 它有较高的无机盐浓度 对保证组织生长所需的矿质营养和加速愈伤组织的生长十分有利 由于配方中的离子浓度高 在配制 贮存 消毒等过程中 即使有些成分略有出入 也不致影响离子间的平衡 ms固体培养基可用来诱导愈伤组织 或用于胚 茎段 茎尖及花药培养 它的液体培养基用于细胞悬浮培养时能获得明显成功 这种培养基中的无机养分的数量和比例比较合适 足以满足植物细胞在营养上和生理上的需要 因此 一般情况下 无须再添加氨基酸 酪蛋白水解物 酵母提取物及椰子汁等有机附加成分 与其它培养基的基本成分相比 ms培养基中的硝酸盐 钾和铵的含量高 这是它的明显特点 b5培养基的主要特点是含有较低的铵 这是因为铵可能对不少培养物的生长有抑制作用 经过试验发现 有些植物的愈伤组织和悬浮培养物在ms培养基上生长得比b5培养基上要好 而另一些植物 在b5培养基上更适宜 n6培养基特别适合于禾谷类植物的花药和花粉培养 在国内外得到广泛应用 由于无机盐的数量比较低 更适合木本植物的组织培养 月季花药的ms培养基配方 在1000ml ms培养基中添加以下成分别 2 4 d0 4mg kt0 2mg iaa4mg 调节ph至5 8 kt 激动素是一种非天然的细胞分裂素 化学名称为6 糖基氨基嘌呤 主要生理作用 促进细胞分化 分裂 生长 诱导愈伤组织长芽 解除顶端优势 促进种子发芽 打破侧芽的休眠 延缓叶片衰老及植株的早衰 调节营养物质的运输 促进结实 诱导花芽分化 调节叶片气孔张开等 诱导丛芽或胚状体的培养基配方 在1000ml ms培养基中添加ga iba和ba 质量浓度分别为0 1mg l 0 5mg l和1mg l 诱导丛芽或胚状体的培养基配方 ga赤霉素 iba吲哚丁酸 生长素的一种 ba苄氨基腺嘌呤 一种细胞分裂素 如6 ba最为常见 在ms培养基各种成分量减半 但需添加iaa 质量浓度为1 5mg l 要点二 菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同 二者都是快速 大量繁殖花卉的技术手段 体细胞 生殖细胞 正常植株 单倍体植株 幼苗形成后才需要照光 每日照射12h 理论依据 培养基的配制方法 无菌技术及接种操作等基本相同 花药的全能性高于植物组织 另外 花粉植株属单倍体植株 高度不育 如果需要育种 需对花粉植株幼苗进行秋水仙素处理 才能获得正常可育的个体 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 这些都使花药的培养难度加大 特别提醒 一 材料的选取二 材料的消毒三 接种和培养 实验操作 一 材料的选取 选择花药时 一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期 最常用的方法有醋酸洋红法 但是 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 二 材料的消毒 1 花蕾用v v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 5 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 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 通常每瓶接种花药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 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 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