第六讲花药花粉培养与单倍体育种

1、第六讲 花药、花粉培养与单倍体育种,概念：雄核发育 花药培养 花粉培养 单倍体育种,6.1 花药培养,培养基 一般操作程序 培养方式 雄核发育途径 影响雄核发育的因子,6.1.1 培养基,MS、Miller、Nitsch等都可用于花药培养； 更好的选择： N6：水稻、玉米等； C17和W14：小麦花药； 马铃薯-2：马铃薯。,6.1.2 基本程序,取材与预处理 接种 培养 花粉植株的诱导、炼苗、移栽,取材与预处理,取材： 大田、早期开花的花药、一定程度逆境条件下形成的花药； 单核中期至单核晚期花粉的花药； 取材前应确定花药的发育时期。 预处理：低温冷藏、离心预处理、乙烯利、高温、甘露醇等预处理

2、。,接种,表面消毒 平放到培养基上：注意密度效应。,培养,培养方式： 液体培养：含有Ficoll的液体培养基上漂浮培养。 固-液双层培养： 分步培养：花药-花粉分两步培养。 光温条件：视植物种类而异。,花粉植株的诱导、炼苗与移栽,诱导条件因植株而异： 烟草花药在无激素培养基上可有效地形成胚状体； 禾本科植物需要两步法诱导再生植株：先愈伤组织、后诱导形成再生植株。 炼苗： 移栽：,6.1.3 雄核发育过程和发育途径,适宜诱导雄核发育的花粉发育时期：单核小孢子第一次有丝分裂即将开始、正在进行或刚刚结束。 雄核早期发育途径多样： 途径I：小孢子均等分裂发育途径； 途径II：营养细胞发育途径。单核小孢

3、子第一次分裂为不均等分裂。生殖核退化、营养核发育； 途径III：生殖细胞发育途径。单核小孢子第一次分裂为不均等分裂。营养核退化、生殖核发育； 途径IV：营养细胞和生殖细胞同时发育途径。单核小孢子第一次分裂为不均等分裂。生殖细胞与营养细胞进一步分裂形成多细胞团。,6.1.3 雄核发育过程和发育途径（续前）,各种早期发育途径最终都形成一个多细胞的花粉粒。 花粉壁撑破后，释放出一团不规则的多细胞组织。 雄核晚期发育的差异： 发育成一个球形胚，再发育成心形、鱼雷胚、子叶胚：一粒花粉形成一个植株。 形成愈伤组织，再形成植株。 多数花粉胚有类似于胚柄的结构连在花药壁或其它支持物上。,6.2 花粉培养,属于

4、单细胞培养； 有人不确切地称为小孢子培养； 较花药培养有一些优越性： 排除了花药壁的影响，便于分析； 方便观察雄核发育过程； 所用培养器皿和培养空间更小。,6.2.1 花药分离与纯化,分离方法： 挤压法： 散落法：漂浮培养，收集花粉。 器械法：小型搅拌器、超速旋切机等。 纯化：密度梯度离心。,6.2.2 培养,培养方法与单细胞培养类似：悬滴培养、看护培养等。 培养基、光温等条件：类似其它培养。,6.3 单倍体育种,单倍体植株的特点： 植株矮小、叶片薄、生活力弱； 花器小； 不能进行正常的减数分裂，完全不孕。 单倍体育种的优越性: 加速杂种纯合，缩短育种年限； 提高选择效率。,6.3.1 单倍体

5、植物的产生,自然条件下的单倍体形成：孤雌生殖、孤雄生殖、无配子生殖。 人工诱导孤雌生殖获得单倍体：远缘花粉授粉、物理化学因子诱导。 染色体消除法：核型稳定杂交、核型不稳定杂交/染色体消除型杂交。 半融合法：有性杂交后精、卵不融合，各自分裂形成细胞群，最后形成嵌合体植株。含有两种亲本来源的单倍体枝条。,6.3.2 单倍体植株的鉴定,形态学： 细胞学：核型分析、流式细胞仪技术等。,6.3.3 单倍体植株的染色体加倍技术,自然加倍： 离体培养过程中自然加倍； 植株生长过程中自然加倍。 人工加倍： 秋水仙素处理: 以单倍体为外植体诱导愈伤组织，使染色体加倍。,作业,名词：雄核发育、单倍体育种、半融合 花药培养与花粉培养有什么区别？花粉培养有哪些优于花药培养的方面？ 花药培养有哪些方法？花粉培养呢？ 简述花药培养中的雄核发育途径