专题3课题2.月季花药的培养ppt课件

课题2月季的花药培养,花药培养采用植物组织培养技术，把发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上，以改变花药内花粉粒的发育程序，诱导其分化，形成细胞团，进而形成愈伤组织，随后使愈伤组织分化成完整的植株的技术。,什么是花药培养呢？,1964年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。,说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。,自20世纪60年代以来，世界上已有250多种高等植物的花药培养获得成功。,我国已经培育成功近50种植物的花粉再生植株，如小麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。,花药培养是以获得单倍体植物为目的而采用的一种方法。再经历与胚形成的同样过程，发育成正常的单倍体植物。经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。,花药培养在育种工作上的意义,一、基础知识,花粉：,花丝,花药,雄蕊,雄蕊,大多数被子植物的花药是由4个花粉囊（少数植物为2个）组成，分为左、右两半，中间由药隔相连。,花粉囊,当花粉囊的壁组织逐步发育分化时，会形成大量的花粉母细胞（小孢子母细胞）。,花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。,花粉,被子植物花粉的发育要经历：四分体时期、单核期和双核期等阶段。,精子2个,（一）被子植物的花粉发育,花粉母细胞,有丝分裂,四分体,减数分裂,有丝分裂,生殖细胞,精子1个,1个,12个,4个,4个,8个,4个,4个,8个,4个,注意：二核花粉粒：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）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。1个花粉母细胞,4个小孢子,4个花粉管细胞核,4个生殖细胞核,8个精子,有丝分裂,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,2.下列关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是,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,（二）产生花粉植株的两种途径,移栽,两种途径之间无明显的界限，主要取决于培养基中的激素的种类及其浓度配比。,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受精卵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）。,3.下列对产生花粉植株途径的叙述，不正确的是,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，再分化出根，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比例,C,先芽后根,1、材料的选择：不同植物的诱导成功率很不相同。同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）a.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。b.合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）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。,（三）影响花药培养的因素,盛开的或略微开放的花都不易选做实验材料！,通常从生长旺盛的植株上取早期现蕾的花药或花粉进行培养，较易形成花粉植株；取蕾前，供体植株的栽培条件的好坏也影响花粉植株的诱导率。,A.亲本植株的生长条件,其他影响因素,B.材料的低温预处理,有报道称低温（如4）预处理一定时间（如48h）可以明显促进胚状体的形成，有的经短期高温（3040）处理也能够促进胚状体的形成，但是不同作物对所需的最适处理温度和时间要求不同。,C.培养条件,培养温度通常保持在25左右，光照因作物种类不同而异。在花粉培养的早期，黑暗或弱光条件可能更有利于花粉分裂的启动。,D.接种密度,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。,思考,为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？P39,二、实验操作,（一）材料的选取（二）材料的消毒（三）接种和培养,（一）材料的选取,1.选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。,2.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，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,花蕾,无菌水清洗,吸干表面水分,0.1的氯化汞溶液2-4min,无菌水清洗3-5次,70的酒精浸泡30s,（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。,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。（主要原因是营养核和生殖核融合造成的。）故需对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。,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。,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。,植物组织培养技术与花药培养技术的比较,基础知