《月季的花药培养》zjc

1、基础知识基础知识 （一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育 被子植物的花的结构是怎样的？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？的时期吗？又有何特点？被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育雌蕊雌蕊：花丝花丝花药：囊状结构，内有很多花粉粒花药：囊状结构，内有很多花粉粒花粉花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体时期四分体时期、单核期单核期、双核期双核期注意注意：二核花

2、粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞二核花粉粒：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）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。核和两个精子。两个精子和一个营养核的基因型相同。两个精子和一个营养核的基因型相同。1花粉母细胞花粉母细胞4个小孢子个小孢子减分减分有分有分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分有分8个精子个

3、精子 （二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径 有哪两种途径？原因是什么？有哪两种途径？原因是什么？花药中花药中的花粉的花粉花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织丛芽丛芽丛芽丛芽生根生根移栽移栽花药培养产生花粉植株的两种途径花药培养产生花粉植株的两种途径 （三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素 1、材料的选择、材料的选择 不同植物不同植物 同一植物的不同生理状况同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）（花期早期初花期） 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） 此外，植株生长条件、材料低温预处理、接此外，植株生

4、长条件、材料低温预处理、接种密度等种密度等 2、培养基的组成、培养基的组成材料的选择：材料的选择： 花期早期时的花药比后期的更容易产生花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。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，花药培养成功核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。率最高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完全

5、为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。未开放的花蕾。 为什么花瓣松动会给材料为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？的消毒带来困难？ 答：花瓣松动后，微生物答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。料的消毒带来困难。实验操作实验操作 （一）材料的选取（一）材料的选取 染色镜检染色镜检 （二）材料的消毒（二）材料的消毒 酒精、氯化汞、次氯酸钙酒精、氯化汞、次氯酸钙 （三）接种和培养（三）接种和培养结果分析与评价结果分析与评价（一）材料的选取（一）材料的选取 选择花药时，一般通过镜检来确定其选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发

6、育期。中的花粉是否处于适宜的发育期。 最常用的方法有最常用的方法有醋酸洋红法醋酸洋红法。但是，。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青焙花青-铬矾法铬矾法，这种方法能将花粉细胞核，这种方法能将花粉细胞核染成染成蓝黑色蓝黑色。（二）材料的消毒（二）材料的消毒1、花蕾用、花蕾用V/V为为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（也可分钟（也可质量分数为质量分数为1%的次氯酸的次氯酸钙溶液或饱和漂

7、白粉溶液钙溶液或饱和漂白粉溶液）5、无菌水冲洗、无菌水冲洗35次次 用于培养花药，实际上多数未熟，由用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。蕾或幼穗消毒即可。（三）接种和培养（三）接种和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花灭菌后花蕾，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

8、愈伤组织），同时还要彻底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。织或胚状体的形成。 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药7-10个，温度控制在个，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。左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 一般经过一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长天培养后，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。移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植

9、株。 如果花药开裂释放出胚状体，则一个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到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。开。 在花药培养中，特别是通过愈伤组织在花药培养中，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。（主要原因是的变化。（主要原因是营养核和生殖核融营养核和生殖核融合合造成的。）造成的。）植物组织培养技术与花药培养技术的异同点植物组织培养技术与花药培养技术的异

10、同点项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织培养植物组织培养技术技术离体的植物组织经离体的植物组织经脱分化形成愈伤组脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进诱导出根，然后进行移栽。行移栽。外植体为体细胞，外植体为体细胞，染色体数无需加染色体数无需加倍。倍。花药培养技术花药培养技术取材为花药，培养取材为花药，培养的为单倍体幼苗，的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不植株弱小，高度不育，必须用秋水仙育，必须用秋水仙素处理，使染色体素处理，使染色体加倍，恢复正常植加倍，恢复正常植株的染色体数，而株的染色体数，而且为纯种。且为纯种。 练习练习1. 答：答：F2代紫色甜玉米的基因型

11、组成可能为代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或或AAsusu。如果运用常规育种方法，。如果运用常规育种方法，将将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有代产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到花粉植株进

12、行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方）。这种方法可以大大缩短育种周期。法可以大大缩短育种周期。 练习练习2. 答：植物组织培养技术与花药培养技术答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。技术及接种操作等基本相同。 两者的不同之处在于：花药培养的选材两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；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；花药培养对培养也要

13、及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。培养的难度大为增加。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 1被子植物的花粉发育被子植物的花粉发育(1)花花粉是经过粉是经过 分裂形成的，是分裂形成的，是 倍体的生殖细胞，花粉倍体的生殖细胞，花粉粒中生殖细胞形成精子是通过粒中生殖细胞形成精子是通过 分裂过程。分裂过程。(2)被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞(小孢子母细胞小孢子母细胞) 时期时期单核期单核期

14、期期花粉粒。花粉粒。(3)其中单核期又分其中单核期又分 期、期、 期两个时期，双核期两个时期，双核期细胞核包括花粉管细胞核和期细胞核包括花粉管细胞核和 两个核。两个核。花药离体培养及其影响因素花药离体培养及其影响因素 减数减数单单有丝有丝小孢子四分体小孢子四分体双核双核单核居中单核居中单核靠边单核靠边生殖细胞核生殖细胞核热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 2产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(1)途途径差异：一种是花粉通过径差异：一种是花粉通过 阶段发育为植株；另一阶段发育为植株；另一种是花粉在

15、诱导培养基上先形成种是花粉在诱导培养基上先形成 ，再将其再将其 成成植株。植株。(2)形成原因：主要取决于培养基中形成原因：主要取决于培养基中 的种类及其的种类及其 。3影响花药培养的因素影响花药培养的因素(1)影影响花药培养的主要因素是响花药培养的主要因素是 和和 。(2)接种的花药时期：花期接种的花药时期：花期 的花药比的花药比 的更容易产生花的更容易产生花粉植株，一般在粉植株，一般在 ，细胞核由中央移向细胞一侧，花，细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。药培养成功率最高。胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织诱导分化诱导分化激素激素浓度配比浓度配比材料的选择材料的选择培养基的组成培养基的组

16、成早期早期后期后期单核期单核期热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 (3)花药培养所采用的培养基可能因植物花药培养所采用的培养基可能因植物 不同而有所差异，不同而有所差异，花药供体植物的花药供体植物的 和材料的和材料的 也是重要的影响也是重要的影响因素。因素。思维激活思维激活1 为为选择到适于花药培养的时期，应选择何种花蕾？选择到适于花药培养的时期，应选择何种花蕾？提示提示为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。种类种类生长条件生长条件低温预处理低

17、温预处理【巩固【巩固1下下列有关花药培养的说法，正确的是列有关花药培养的说法，正确的是A花期后期时的花药比前期更容易产生花花期后期时的花药比前期更容易产生花粉植株粉植株B月季的花药培养一般选择在月季盛开期月季的花药培养一般选择在月季盛开期C选择合适的花粉发育时期是提高诱导成选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素功率的重要因素D选择单核期以前的花药接种，培养成功选择单核期以前的花药接种，培养成功率提高率提高解析解析花粉植株的获取中选择合适的花粉发育时期花粉植株的获取中选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素，花药培养需选择花蕾是提高诱导成功率的重要因素，花药培养需选择花蕾期的花

18、粉发育至单核期进行培养，过早或过晚都不易期的花粉发育至单核期进行培养，过早或过晚都不易培养成功。培养成功。答案答案C热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 1取材取材(1)材材料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期料的选取：对绝大多数植物而言，适宜花粉培养的时期是是 。(2)花药发育时期的确定：一般通过花药发育时期的确定：一般通过 来确定花粉是否处于来确定花粉是否处于适宜的发育期。适宜的发育期。(3)镜检方法：最常用的是镜检方法：最常用的是 法。但某些植物的花粉细法。但某些植物的花粉细胞核不易着色，

19、需采用胞核不易着色，需采用 . 花药培养的实验操作与结果评价花药培养的实验操作与结果评价 单核期单核期镜检镜检醋酸洋红醋酸洋红焙花青铬矾法焙花青铬矾法热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 2消毒消毒常常用消毒液为用消毒液为 ，消毒时间分别为，消毒时间分别为 和和 。3接种和培养接种和培养(1)接接种要求：在无菌条件下除去种要求：在无菌条件下除去 、 和和 的花药的花药立即接种到培养基上。立即接种到培养基上。(2)培养条件：温度在培养条件：温度在 左右，幼小植株形成后需要左右，幼小植株形成后需要 。(3)鉴定

20、和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花鉴定和筛选：在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现粉植株，常常会出现 的变化，因此需要对培养的变化，因此需要对培养出的植株作进一步的鉴定和筛选。出的植株作进一步的鉴定和筛选。体积分数为体积分数为70%的酒精和质量分数为的酒精和质量分数为0.1%氯化汞溶液氯化汞溶液30 s24 min萼片萼片花瓣花瓣花丝花丝25光照光照染色体倍性染色体倍性热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 【巩固【巩固2】 育育种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为

21、种工作者常采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株。下面过程是采用水稻的花药进行培养的步骤。单倍体植株。下面过程是采用水稻的花药进行培养的步骤。选取水稻花药选取水稻花药 对花药消毒对花药消毒 接种和培养接种和培养 植物体植物体请据此回答下面的问题。请据此回答下面的问题。(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素的影响，其中的影响，其中_、_是主要的影响因素；选择是主要的影响因素；选择合适的合适的_也是提高诱导成功率的重要因素。也是提高诱导成功率的重要因素。热点考向示例热点考向示例随堂达标检测随堂达标检测课堂互动探究课堂互动探究

22、教科书问题解答教科书问题解答活页规范训练活页规范训练 (2)花粉在发育过程中要经历花粉在发育过程中要经历_、_、_等阶等阶段，选取的水稻花药应为段，选取的水稻花药应为_期的花药，此时细胞核由中央期的花药，此时细胞核由中央移向细胞一侧，花药培养成功率最高。移向细胞一侧，花药培养成功率最高。(3)在剥离花药时，要尽量不损伤花药，原因是在剥离花药时，要尽量不损伤花药，原因是_；同时；同时还要彻底去除花丝，原因是还要彻底去除花丝，原因是_。(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径：一种是花粉通过过_阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成阶段发育为植株；另一种是在诱导培养基上先形成_，再将其诱导分化成植株。，再将其诱导分化成植株。(