高中生物选修一月季花药培养

1、知识回顾 单倍体育种的过程？单倍体育种的过程？花药离体培养（花药离体培养（N）单倍体植株（单倍体植株（N）秋水仙素处理，秋水仙素处理，使染色体翻倍使染色体翻倍植株（植株（2N）特点：特点：1 明显缩短育种年限明显缩短育种年限2 后代植株都为纯合子。后代植株都为纯合子。正常植株（正常植株（2N）课题课题2 2 月季的花药培养月季的花药培养 花中皇后月季又称花中皇后月季又称“月月红月月红”，自然花期自然花期5至至11月月，开花连续不断开花连续不断 ，通常扦插就可以成活通常扦插就可以成活。 花的结构花的结构花托花托花萼花萼花瓣花瓣雄蕊雄蕊花药花药花丝花丝雌蕊雌蕊柱头柱头花柱花柱子房子房花丝花丝花药：

2、花药：囊状结构，内有很多花粉囊状结构，内有很多花粉1 雄蕊雄蕊一、基础知识一、基础知识2 花粉的概念花粉的概念:由由花粉母细胞花粉母细胞经过经过减数分裂减数分裂形成形成的的单倍体的生殖细胞单倍体的生殖细胞.被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程小孢子母细胞小孢子母细胞减数分裂减数分裂4个小孢子个小孢子(小孢子四分体时期小孢子四分体时期)小孢子小孢子(单核居中期单核居中期) 小孢子小孢子(单核靠边期单核靠边期)小孢子小孢子 生殖细胞核生殖细胞核+花粉管细胞核花粉管细胞核有丝分裂有丝分裂（花粉粒的双核期）（花粉粒的双核期）生殖细胞将再进行一次有丝分裂，形成两个精子生殖细胞将再进行一次有丝分裂

3、，形成两个精子注意注意：二核花粉粒二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细：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）胞核。（精子在花粉管中形成）4个小孢子个小孢子减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4个生殖细胞核个生殖细胞核有丝分裂有丝分裂8个精子个精子1花粉母细胞花粉母细胞三核花粉粒三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一：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，含有一个次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个花粉管细胞核和两个精子花粉管细胞核和两个精子。

4、例题例题1：两个精子和花粉管细胞核的：两个精子和花粉管细胞核的基因型基因型相同？相同？2NNNN 1、关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（、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、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、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、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、花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央细胞中央BD注：花粉母细胞经减

5、数分裂形成注：花粉母细胞经减数分裂形成4 4个单核花粉粒，每个花粉粒的个单核花粉粒，每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成细胞核进行一次有丝分裂形成1 1个花粉管细胞核和个花粉管细胞核和1 1个生殖细胞个生殖细胞核，每个生殖细胞核再进行一次有丝分裂生成核，每个生殖细胞核再进行一次有丝分裂生成2 2个精子。个精子。雌蕊雌蕊 的结构的结构移栽移栽花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚状体脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 花药中花药中的花粉的花粉脱分化脱分化 分化分化 丛芽丛芽 再分化再分化 丛芽丛芽 诱导诱导生根生根体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程

6、中，某些细胞在形态上转变为与变为与合子发育成的胚非常相似的结构合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类，发育过程亦与合子胚类似似原因：培养基中的激素种类及浓度配比原因：培养基中的激素种类及浓度配比部分花药通过胚状体途径形成小植株部分花药通过胚状体途径形成小植株烟草花药培养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转接种到再生培养基愈伤组织分化形成再生植株愈伤组织分化形成再生植株水稻花药培养水稻花药培养愈伤组织发育途径部分花药产生愈伤组织部分花药产生愈伤组织接种在平板上的水稻花药接种在平板上的水稻花药 1、材料的选择、材料的选择 不同植物的诱导成功率不同不同植物的诱导

7、成功率不同. 同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直接的影响直接的影响. （一般选月季的初花期）（一般选月季的初花期） 合适的花粉发育期合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）（单核居中期与靠边期之间） 2、培养基的组成、培养基的组成（ MSMS培养基培养基+ +不同比例的植物生不同比例的植物生长调节激素）长调节激素）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等(三三)、影响花药培养的主要因素、影响花药培养的主要因素注意：选择最合适的花粉发育时期注意：选择最合适的花粉发育时期:单核期单核期 不选择单核期之

8、前花药原因：不选择单核期之前花药原因：花药质地幼嫩，容易破碎花药质地幼嫩，容易破碎； 不选择单核期之后花药原因：不选择单核期之后花药原因：花瓣开始松动，给材料消毒带来困花瓣开始松动，给材料消毒带来困难困难难困难； 挑选单核期花药方法：应当选挑选单核期花药方法：应当选择完全未开放的花蕾，微生物少，择完全未开放的花蕾，微生物少，易消毒。易消毒。实验操作实验操作一、材料的选取一、材料的选取二、材料的消毒二、材料的消毒三、接种和培养三、接种和培养（一）材料选取（一）材料选取 2、通过、通过镜检镜检来确定是否处于适宜的发育期来确定是否处于适宜的发育期。 方法：方法：醋酸洋红法醋酸洋红法(将染色体染成红色

9、将染色体染成红色) 焙花青焙花青-铬矾法铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色花粉细胞核染成蓝黑色)。1、从花药看从花药看：月季的初花期：月季的初花期 从花粉看：从花粉看：单核期单核期 从花蕾看从花蕾看：完全未开放的：完全未开放的 花药（载玻片上）花药（载玻片上）1%的醋酸洋红的醋酸洋红1滴滴用镊柄将花药捣碎，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核被染成红色）镜检（花粉粒的细胞核被染成红色） 花药（在卡诺氏固定液中处理花药（在卡诺氏固定液中处理20min）取出，置于载玻片上取出，置于载玻片上焙花青铬矾溶液染色焙花青铬矾溶液染色盖上盖玻片盖上盖玻片镜检（花粉粒的细胞核镜检（花粉粒的细胞

10、核被染成蓝黑色）被染成蓝黑色）（二）材料的消毒（二）材料的消毒5 5、无菌水冲洗、无菌水冲洗3 35 5次次 花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态1、花蕾用、花蕾用体积分数为体积分数为70%的酒精的酒精浸泡浸泡30秒秒2、无菌水清洗、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4、放入、放入质量分数为质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中24分钟分钟 （质量分数为质量分数为1%的的次氯酸钙溶液次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液或饱和漂白粉溶液）为什么花瓣松动会给为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？材料的消毒带来

11、困难？答：花瓣松动后，微答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。给材料的消毒带来困难。为什么花瓣松动会给为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？材料的消毒带来困难？（三）接种和培养（三）接种和培养 1 1 灭菌后花蕾，要在灭菌后花蕾，要在 下除去萼片和花瓣，下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。并立即将花药接种到培养基上。 3 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药 ，温度控制在，温度控制在 左左右，右， 。幼小植株形成后才。幼小植株形成后才 。 2 在剥离花药时，要尽量在剥离花药时，要尽量 （否则接种后，否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组

12、织容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻），同时还要彻底底 ，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成胚状体的形成。 一般经过一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织愈伤组织或释放出胚状体或释放出胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便。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。进一步分化出再生植株。 4 进一步鉴定和筛选：进一步鉴定和筛选：常常会出现染色体倍性的变化常常会出现染色体倍性的变化无菌条件无菌条件不损伤花药不损伤花药去除花丝去除花丝7-10个个25不需要光照不

13、需要光照需要光照需要光照主要原因是主要原因是花粉管核和花粉管核和生殖核融合生殖核融合造成的造成的植物组织培养技术与花药培养技术的比较植物组织培养技术与花药培养技术的比较项目项目植物组织培养植物组织培养花药培养技术花药培养技术相同点相同点1 培养基配制方法、无菌技术及接种操作培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。等基本相同。2 都经过了脱分化都经过了脱分化不同点不同点1 离体培养的外植体为离体培养的外植体为体细胞体细胞。2 有丝分裂的过程，有丝分裂的过程，染染色体数量不变色体数量不变。1 花粉是花粉是生殖细胞生殖细胞，得，得到的到的单倍体植株单倍体植株，弱小，弱小且高度不育。且高度不育。

14、2秋水仙素处理，染色秋水仙素处理，染色体加倍，恢复正常的染体加倍，恢复正常的染色体数，为色体数，为。思考思考:1:1个花粉母细胞最终可发育形成几个精子？个花粉母细胞最终可发育形成几个精子？有丝有丝 4个营养细胞营养细胞8 8个精子个精子4 4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4 4个小孢子个小孢子减数减数有丝有丝4 4个生殖细胞核个生殖细胞核1 1花粉母细胞花粉母细胞1 1个花粉个花粉22个精子个精子 1 1个花粉母细胞个花粉母细胞88个精子个精子练习：练习：1.1.假如一种被子植物体细胞有条染色，那么它的小孢子母细假如一种被子植物体细胞有条染色，那么它的小孢子母细胞、胞、 小孢子、花粉管细胞核、生

15、殖细胞核各有多少条染色体？小孢子、花粉管细胞核、生殖细胞核各有多少条染色体？2.2.如果小孢子母细胞的基因型为如果小孢子母细胞的基因型为A AB B（两对基因位于两对同源（两对基因位于两对同源 染色体上）则其小孢子的基因型是什么？染色体上）则其小孢子的基因型是什么？ 以基因型为以基因型为ABAB的小孢子为例，其花粉管细胞核和生殖细胞核的的小孢子为例，其花粉管细胞核和生殖细胞核的 基因型是什么？基因型是什么？练习：小麦高杆（练习：小麦高杆（D）对矮杆（）对矮杆（d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（）对不抗锈病（t）为）为显性，现有高杆抗锈病和矮杆不抗病的两种纯合体，要获得矮杆抗锈病的良种，显性，现有高杆抗锈病和矮杆不抗病的两种纯合体，要获得矮杆抗锈病的良种，可用杂交育种和单倍体育种法，步骤如下：可用杂交育种和单倍体育种法，步骤如下： 高杆抗锈病（高杆抗锈病（DDTT） 矮秆不抗锈病矮秆不抗锈