月季花药培养

课题背景利用植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致。但这种方法同时也存在着一定的缺陷——繁殖出来的新植株往往无法获得一些新的性状。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，这个实验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。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。知识回顾单倍体育种的过程？花药离体培养（N）单倍体植株（N）秋水仙素处理，使染色体加倍植株（2N）特点：1明显缩短育种年限2后代植株都为纯合子。正常植株（2N）单倍体育种和花药离体培养有何关系？月季的花药培养

花中皇后月季又称“月月红”，自然花期5至11月，开花连续不断，通常扦插就可以成活。

一、课题目标：说出被子植物花粉发育的过程花药培养产生花粉植株的两种途径说出影响花药培养的因素学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。二、课题重点和难点：选取适宜的培养材料和培养基。花的结构花托花萼花瓣雄蕊花药花丝雌蕊柱头花柱子房花丝花药：囊状结构，内有很多花粉（一）被子植物的花粉发育1雄蕊一、基础知识2花粉的概念:由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞.3、被子植物花粉的发育①花粉粒的形成花粉母细胞（小孢子母细胞）减数分裂（四分体时期）进入单核期有丝分裂（单核居中期）4个小孢子1个小孢子（单核靠边期）1个小孢子花粉管细胞核生殖细胞核双核期花粉粒营养细胞生殖细胞有丝分裂精子精子2个精子同营养细胞的基因型都一样。3、被子植物花粉的发育②花粉是

经过

分裂而形成的，因此，花粉是

倍体的

细胞③经历时期：

时期、

期、

期小孢子母细胞减数单生殖四分体单核双核1、两个精子和花粉管细胞核的基因型是否相同？2、每个精子中的染色体数和花粉母细胞中染色体数什么关系？思考：注：此处的四分体时期不同于减数分裂中的四分体。减数分裂中四分体：联会后一对同源染色体中含有四个姐妹染色单体。小孢子细胞四分体期：花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞4个小孢子减数分裂有丝分裂4个花粉管细胞核4个生殖细胞核有丝分裂8个精子1花粉母细胞2NNNN假如一种生物体细胞有２０条染色体那么它的小孢子母细胞、小孢子、花粉管细胞核、生殖细胞核各有多少条染色体？如果小孢子母细胞的基因型为AａBｂ（两对基因位于两对同源染色体上）那么小孢子、花粉管细胞核和生殖细胞核的基因型是什么？答案：２０、１０、１０、１０，AB或Aｂ或ａB或ａｂ。无论哪一种，来源于同一个小孢子的花粉管细胞核和生殖细胞核的基因一定相同1、关关于于被被子子植植物物花花粉粉发发育育的的说说法法，，不不正正确确的的是是（（））A、花花粉粉粒粒是是在在花花药药中中的的花花粉粉囊囊里里形形成成的的B、被被子子植植物物精精子子的的形形成成是是直直接接减减数数分分裂裂的的结结果果C、被被子子植植物物的的花花粉粉的的发发育育要要经经历历四四分分体体时时期期、、单单核核期期、、双双核核期期等等阶阶段段D、花花粉粉粒粒在在发发育育过过程程中中，，核核先先位位于于细细胞胞一一侧侧，，再再移移到到细细胞胞中中央央BD注：：花花粉粉母母细细胞胞经经减减数数分分裂裂形形成成4个单单核核花花粉粉粒粒，，每每个个花花粉粉粒粒的的细细胞胞核核进进行行一一次次有有丝丝分分裂裂形形成成1个花花粉粉管管细细胞胞核核和和1个生生殖殖细细胞胞核核，，每每个个生生殖殖细细胞胞核核再再进进行行一一次次有有丝丝分分裂裂生生成成2个精精子子。。一、、基基础础知知识识（二二））产产生生花花粉粉植植株株的的两两种种途途径径1.产生生花花粉粉植植株株的的两两条条途途径径2.产生生花花粉粉植植株株具具有有两两条条途途径径的的原原因因：：花粉粉花粉粉从芽芽从芽芽移栽栽脱分分化化诱导导胚状状体体愈伤伤组组织织分化化再分分化化生根根主要要取取决决于于培培养养基基中中的种种类类及及其其的配配比比。。激素素浓度度知识识拓拓展展①体体细细胞胞胚胚：植植物物组组织织培培养养过过程程中中，，某某些些体体细细胞胞在在形形态态上上转转变变为为与与合合子子发发育育成成的的胚胚（（具具有有胚胚根根、、胚胚芽芽、、胚胚轴轴等等结结构构））非非常常相相似似的的结结构构，，称称做做体体细细胞胞胚胚或或胚胚状状体体。。②花花粉粉胚胚：植植物物组组织织培培养养过过程程中中，，某某些些单单倍倍体体性性细细胞胞在在形形态态上上转转变变为为与与合合子子发发育育成成的的胚胚非非常常相相似似的的结结构构，，称称做做花花粉粉胚胚或或胚胚状状体体。。③胚胚状状体体的的结结构构及及其其发发育育过过程程与与种种子子相相似似，，所所以以把把从从胚胚状状体体到到从从芽芽的的过过程程称称为为分化化，而而把把从从愈愈伤伤组组织织到到从从芽芽的的过过程程称称为为再分分化化。④花花粉粉植植株株的的特特点点：：单倍倍体体植株株，，植植株株弱小小，高高度度不育育。.为什什么么胚状状体体和愈伤伤组组织织到丛丛芽芽分分别别称称为为分化化和再分分化化？思考考胚状状体体就就像像种种子子，，有有胚胚芽芽、、胚胚轴轴、、胚胚根根等等结结构构。。胚胚状状体体到到丛丛芽芽就就是是由由原原始始的的分分化化状状态态继继续续生生长长和和分分化化完完成成的的。。而愈愈伤伤组组织织形形成成丛丛芽芽的的过过程程是是从从脱脱分分化化状状态态进进入入再再分分化化形形成成丛丛芽芽的的过过程程。。部分分花花药药通通过过胚胚状状体体途途径径形形成成小小植植株株烟草草花花药药培培养养胚状状体体发发育育途途径径愈伤组织织转接种种到再生生培养基基愈伤组织织分化形形成再生生植株水稻花药药培养愈伤组织织发育途途径部分花药药产生愈愈伤组织织接种在平平板上的的水稻花花药（三）影影响花药药培养的的因素小麦的为为N6，马铃薯薯、月季季的为MS，油菜的的为B5培养基1、材料的的选择2、培养基基的组成成植物的种种类亲本植株株的生理理状况（花期早早期）花粉的发发育期（单核居居中期与与靠边期期之间））亲本植株株生长条条件、材材料的低低温预处处理、接接种密度度等3、其他因因素注意：选选择最合合适的花花粉发育育时期:单核期①不选择择单核期期之前花花药原因因：花药质地地幼嫩，，容易破破碎；②不选择择单核期期之后花花药原因因：花瓣开始始松动，，给材料料消毒带带来困难难困难；③挑选单单核期花花药方法法：应当当选择完完全未开开放的花花蕾，微微生物少少，易消消毒。实验操作作一、材料料的选取取二、材料料的消毒毒三、接种种和培养养（一）材材料选取取2、通过镜检来确定是是否处于于适宜的的发育期期。方法：醋酸洋红红法(将染色体体染成红红色)（常用））焙花青-铬矾法(花粉细胞胞核染成成蓝黑色色)。1、从花期看看：月季的的初花期期（根据据时令判判断）从花粉看看：单核期（（需要镜镜检）从花蕾看看：完全未未开放的的（肉眼眼观察））花药（载载玻片上上）→1%的醋酸洋洋红1滴→用镊镊柄将花花药捣碎碎，盖上上盖玻片片→镜检检（花粉粉粒的细细胞核被被染成红红色）花药（在在卡诺氏氏固定液液中处理理20min）→取出出，置于于载玻片片上→焙花青－－铬矾溶溶液染色色→盖上盖盖玻片→→镜检（（花粉粒粒的细胞胞核被染染成蓝黑黑色）（二）材材料的消消毒5、无菌水水冲洗3～5次花药的外外面有花花萼、花花瓣保护护，通常常处于无无菌状态态1、花蕾用用体积分数数为70%的酒精浸泡30秒2、无菌水水清洗3、无菌吸吸水纸吸吸干花蕾蕾表面的的水分4、放入质量分数数为0.1%的氯化汞汞溶液中2～4分钟（（质量分数数为1%的次氯酸钙钙溶液或饱和漂漂白粉溶溶液）花瓣松动动后，微微生物就就可能侵侵入到花花药，给给材料的的消毒带带来困难难。为什么花花瓣松动动会给材材料的消消毒带来来困难？？P39旁栏思考考（三）接接种和培培养1灭菌后花花蕾，要要在下除去萼萼片和花花瓣，并并立即将将花药接接种到培培养基上上。3通常每瓶瓶接种花花药，温度控控制在左右，。幼小植植株形成成后才。2在剥离花花药时，，要尽量量（否则接种种后，容容易从受受伤部位位产生二二倍体的的愈伤组组织），同时时还要彻彻底，因为与花花丝相连连的花药药不利于于愈伤组组织或胚胚状体的的形成。一般经过过20-30天培养后后，会发发现花药药开裂，，长出愈伤组织织或释放放出胚状状体。将愈伤伤组织及及时转移移到分化化培养基基上，以以便进一一步分化化出再生生植株。。4进一步鉴鉴定和筛筛选：常常会出出现染色色体倍性性的变化化无菌条件件不损伤花花药去除花丝丝7-10个25℃不需要光光照需要光照照主要原因因是花粉管核核和生殖殖核融合合造成的1、选材是是否恰当当2、无菌技技术是否否过关3、接种是是否成功功选材是否否成功是是花药培培养成功功的关键键。如果出现现了污染染现象，，说明某某些操作作步骤，，如培养养基灭菌菌、花蕾蕾消毒或或接种等等有问题题。如果接种种的花药药长出愈愈伤组织织或释放放出胚状状体，花花药培养养的第一一步就成成功了。。要适时时转换培培养基，，以便愈愈伤组织织或胚状状体进一一步分化化成再生生植株。。三、结果果分析与与评价植物组织织（体细细胞）培培养技术术与花药药培养技技术的比比较项目植物（体细胞）培养花药培养技术相同点1培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。2都经过细胞分裂进行了脱分化和再分化过程不同点1离体培养养的外植植体为体细胞。2有丝分裂裂的过程程，染色体数数量不变变。1花粉是生殖细胞胞，得到的的单倍体植植株，弱小且且高度不不育。2秋水仙素素处理，，染色体体加倍，，恢复正正常的染染色体数数，为纯种。练一练1、关于花花药培养养产生花花粉植株株的途径径，下列列叙述错错误的是是()A．花粉可可通过愈愈伤组织织发育成成植株B．花粉可可通过胚胚状体进进一步分分化成植植株C．主要由由培养基基中激素素的种类类及用量量决定途途径D．产生胚胚状体是是花药离离体培养养中特有有的途径径D2、月季花花药培养养时的花花粉粒最最好是（（））A、四分体体时期B、二核或三三核花粉粉粒C、单核期期D、双核期期C3、关于月月季的花花药培养养技术与与菊花的的组织培培养技术术的不同同，下列列说法不不正确的的是()A．花药培培养需发发育时期期适宜的的花蕾B．花药培培养对培培养基配配方的要要求更为为严格C．培养基基配制方方法完全全不同D．花药裂裂开后长长出的愈愈伤组织织或释放放的胚状状体要及及时换培培养基C4、下面是被被子植物物花粉发发育过程程的简略略表示，，请回答答：小孢子母母细胞→①→②②→③→→双核期(1)①是指________时期，由由小孢子子母细胞胞经________分裂形成成。(2)②和③分别是指指________期和________期，该期期细胞的的特点是是________________________。(3)1个花粉母母细胞