植物胚胎培养
植物胚胎培养与离体受精
一 、什么是植物胚胎培养
? 胚胎培养(embryo culture )是植物组 织培养的一个主要领域。植物胚胎培养 是指对植物的胚(种胚)及胚器官(如 子房、胚珠)进行人工离体无菌培养, 使其发育成幼苗的技术。
? 从离体胚到完整的植株,其发育途径有3 条:1、正常胚胎发育途径 2、脱分化 形成愈伤组织 3、早熟萌发产生畸形苗
? 例2:伊华林等以柑橘异源四倍体杂种为 父本与单胚的二倍体柑橘类型杂交,通 过幼胚获得了三倍体植株。
– 2、获得单倍体和多倍体植株
– 例1:孙敬三等利用小麦 X玉米获得了小麦 单倍体。
? 例2:伊华林等以柑橘异源四倍体杂种为 父本与单胚的二倍体柑橘类型杂交,通 过幼胚获得了三倍体植株。
? 3、打破种子休眠,促进胚萌发
? 例:Arrillaga 等(1992)证明用各种方 法处理未经层积处理的花白蜡完整种子, 都不能明显提高种子的发芽率,但将种 子浸泡24h后,取出胚进行离体的胚培养, 胚萌发率高达90%以上。因此他们认为 离体胚培养可以解除种子休眠。
? 5、克服种子生活力低下和自然不育性, 提高种子发芽率
? 例:Musa balbisiana 是商品香蕉的1个 野生亲缘物种,其种子在自然条件下不 能萌发,然而通过离体胚的培养很容易 产生幼苗
? 2.配子之间是否有识别过程以至特异 ? 结合?
? 3.配子融合的动力学机制?
? 4.植物如何避免多精入卵问题?
? 5.受精对卵细胞的激活作用始自何时? ? 通过何种机制?何种信号?
试管受精(test-tube fertilization)
将胚珠或子房在离体培养的条件下进行授粉和 受精的方法。( 60年代)
IVF的研究意义
植物胚胎培养
(2)防止幼胚早熟萌发的方法
①提高培养基渗透压。胚龄越小要求的渗透 压(糖浓度)越高,高糖浓度控制幼胚早熟 萌发的效果早已被证实。下述实例阐明不同 胚龄对糖浓度的要求。
②提高无机盐浓度。提高无机盐浓度也是为 了提高培养基渗透压。可加入适量的NaCl 以提高渗透压,浓度一般为0.2%-0.4 %,超过0.8%对胚有毒害作用。
2021/1/12
20
(二)幼胚
发育早期的幼胚,由于胚胎发育要求更 为完全的人工合成培养基,而且剥离技 术要求很高,用成熟胚的培养方法很难 成功,可以采用胚珠预培养的方法。
具体做法:将授粉后的子房剥出用药剂
进行表面消毒,在无菌条件下切取胚珠
进行预培养。培养一定时间后,再将胚
从胚珠中剥出,接着培养裸露的胚,使
曼陀罗:5.0一8.1
水稻:5.0
番茄: 6.50
大麦:4.9
2021/1/12
32
(三) 环境条件对胚性发育的影响
1)光照条件:
由于胚在胚珠内发育是不见光的。一 般认为在黑暗或弱光下培养幼胚比较适 宜。光照对胚胎发育有轻微抑制作用, 离体培养条件下,幼胚正常胚性发育对 光的要求,还应根据植物种类来决定。
③加人甘露醇提高渗透压。甘露醇的浓度为 1.l%-5.5%,以部分地代替蔗糖,使幼 胚在等渗条件下继续胚性发育。
2021/1/12
31
(二) 培养基酸碱度对胚性发育的影响
培养基酸碱度对胚性发育也是非常重 要的。通常胚培养所用pH值的范围为。 因植物种类不同而有所差异。
如:
荠菜: 5.4-7.5
桃:5.8
(五)克服种子的自然不育性
(六)种子生活力的测定
2021/1/12
内容 3
第14讲 植物胚胎培养
▓
▓
成熟胚培养: 子叶期至发育成熟的胚培养。成 成熟胚培养:指子叶期至发育成熟的胚培养。成 熟胚是自养的,培养基需要简单。仅提供一定的温 熟胚是自养的,培养基需要简单。仅提供一定的温 度、湿度就可以发芽生成植物体。如种子的发育。 培养过程: 选取完好种子——70%酒精浸数秒——0.1%升汞 选取完好种子——70%酒精浸数秒——0.1%升汞 或10%次氯酸钠浸泡 ——无菌水冲洗——种子培 10%次氯酸钠浸泡 ——无菌水冲洗——种子培 养几天——剥离种胚——接种在培养基上。 养几天——剥离种胚——接种在培养基上。
三、胚珠子房的培养
柱头 反足细胞 胚囊 株心 极核 子房 卵细胞 花托 珠 被 花梗 珠 孔 株柄 花柱
花组成 胚 珠
单倍体来源和发育途径
由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体 卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍 体 非正常发育的大孢子四分体产生单倍体
1. 胚珠培养和子房培养的意义
防止杂种胚早期败育,获得杂种植株; 防止杂种胚早期败育,获得杂种植株; 受精前胚珠和未受精子房培养,可作为试管受精 受精前胚珠和未受精子房培养,可作为试管受精 的基础; 的基础; 未受精胚珠和子房培养,能培养获得单倍体植株, 未受精胚珠和子房培养,能培养获得单倍体植株, 用于单倍体育种。
二细胞花粉,需要先进行花粉的离体培养,待精 二细胞花粉,需要先进行花粉的离体培养,待精 子形成后,再从花粉管中分离精子。
2.
胚珠培养和子房培养的技术 胚珠培养:将胚珠从母株中分离出来,放
在无菌的人工环境条件下,让其进一步生长发育, 以致形成幼苗的过程。 根据胚珠是否受精分为两类: 受精胚珠的培养 受精胚珠的培养 未受精胚珠的培养 未受精胚珠的培养
植物胚珠结构图示
植物胚胎培养
2.幼胚培养 Hanning早在1904年就培养了萝卜和辣根菜的 胚,发现离体胚可以充分发育,并且提前萌发形成 小苗,这是世界上胚培养最早获得成功的一例。 Laibach在1925~1929年间,通过培养亚麻种 间杂种幼胚,成功地获得了种间杂种,首次证实了 这种方法在实际应用中的价值。 李继侗,1933年在银杏培养中发现了胚乳提取 物能够促进银杏离体胚的生长。这一发现为后人使 用植物胚乳汁液、幼嫩种子及果实提取液等天然物 质促进培养物生长具有启示作用。
1.材料的选择 品种间的差异 胚囊发育时期 大麦胚囊发育时期与花粉发育时期的相关性 花粉发育时期 胚囊发育时期 单核中期 大孢子四分体 单核靠边期 单核至四核胚囊 二核花粉期 八核胚囊 三核花粉期 成熟胚囊
2.培养基 植物激素的影响 百合未授粉子房培养 2,4 - D单独使用诱导 频率为18.87% 2,4 - D+6-BA 诱导频率为33.73% 2,4 - D+KT 诱导频率为47.76% 荞麦未授粉子房培养 2,4 - D单独使用诱导 频率为7.6% 2,4 - D+KT 诱导频率为1.8% 蔗糖浓度 蔗糖浓度多在3~10%之间,因不同植物材 料而异,一般是诱导培养阶段蔗糖浓度要 高一些,分化培养时蔗糖浓度要低一些。
幼胚培养的关键技术:取材时期,幼胚 剥离 ,培养条件的控制(是否需要特殊处理) 和幼胚离体培养的生长发育方式。 幼胚培养中,常见的生长方式有三种: (1)、胚性发育(embryonal development) :幼 胚接种到培养基上以后,仍然按照在活体内 的发育方式发育,最后形成成熟胚(有时甚至 可能类似种子),然后再按种子萌发途径出苗 形成完整植株,这种途径发育的幼胚一般一 个幼胚将来就是一个植株。
(2)、早熟萌发(early mature sprouting): 幼 胚接种后,离体胚不继续胚性生长,而是 在培养基上迅速萌发成幼苗,通常称之为 早熟萌发。在大多数情况下,一个幼胚萌 发成一个植株,但有时会由于细胞分裂产 生大量的胚性细胞,以后形成许多胚状体, 从而可以形成许多植株,这种现象就是所 谓的丛生胚现象。 (3)、愈伤组织(callus) :在许多情况下,幼 胚在离体培养中首先发生细胞增殖,形成 愈伤组织。一般来讲由胚形成的愈伤组织 大多为胚性愈伤组织,这种胚性愈和授粉后的子房培养。 1942年,La Rue首先对番茄、落地生 根属(Kalanchoe)、连翅属(Forsythia)和驴蹄 草属(Caltha)授粉的花连带一段花梗进行了 培养,在无机盐培养基上得到了正常的果 实。 1949年和1951年Nitsch建立了较完整 的子房培养技术,他培养了小黄瓜、番茄、 菜豆、草莓和烟草等植物授粉前和授粉后 的子房,在含蔗糖的无机盐培养基上,授 粉后的小黄瓜和番茄获得了成熟果实及具 有生活力的种子。
《植物胚胎培养》课件
加强国际合作与交流
积极参与国际合作与交流,引进先进技术和管理经验,推动植物胚胎 培养技术的快速发展。
促进产业化应用
加强技术转化和推广,推动植物胚胎培养技术在农业、林业和园艺等 领域的应用,为可持续发展提供技术支持。
感谢您的观看
THANKS
快速繁殖
02
对于一些繁殖困难或周期长的植物,胚胎培养可以大大缩短繁
殖周期,提高繁殖效率。
远缘杂交
03
胚胎培养技术为远缘杂交提供了可能,有助于打破物种间的生
殖隔离,创造新的植物品种。
在生物技术中的应用
基因工程
通过胚胎培养,可以获得大量转基因植株,用于基因功能研究和 基因改良。
细胞培养
胚胎培养是植物细胞培养的重要基础,有助于研究细胞分化和发 育过程。
胁迫响应机制研究
胚胎培养可以帮助研究植物对各种环境胁迫的响应机制,如干旱、 盐碱、低温等。
05
未来展望与挑战
植物胚胎培养技术的发展趋势
1 2 3
基因编辑技术的广泛应用
利用基因编辑技术,如CRISPR-Cas9系统,对植 物胚胎进行精确的基因修饰,提高植物的抗逆性 、产量和品质。
智能化与自动化技术的融合
选择合适的培养基
根据植物种类和培养目的选择适宜的培养基配方。
培养基制备
按照配方比例配制培养基,确保其营养成分、渗透压等指标符合要求。
胚胎培养的方法与操作
接种
将预处理好的胚胎移植到培养基上,确保其与培养基 充分接触。
培养条件控制
提供适宜的光照、温度、湿度等环境条件,促进胚胎 正常生长。
观察与记录
定期观察胚胎生长情况,记录生长数据,以便进行后 续分析。
第十四章植物胚胎培养
第十四章植物胚胎培养1、成熟胚培养成熟胚储藏有丰富的养料,在简单培养基上就可以培养,方法比较简单。
将成熟的种子用75%的酒精进行表面消毒数秒至数十秒,再用漂白粉饱和水溶液或0.1%氯化汞水溶液消毒5~15min,然后用无菌水冲洗三次。
无菌解剖种子,将胚取出,接种子培养基上,常规条件培养。
2、幼胚培育主要操作方法包括表面消毒,无菌解剖种子,接种培养基等步骤。
幼胚培育中,常用的生长方式存有三种:1)胚性发育幼胚接种到培养基上以后,仍然按照在活体内的发育方式发育,然后形成成熟胚,然后再按种子萌发途径出苗形成完整植株。
2)晚熟萌生幼胚注射后,离体胚不稳步胚性生长,而是在培养基上快速萌生成幼苗,通常称作晚熟萌生。
3)愈伤组织在许多情况下,幼胚在离体培养中首先发生细胞增殖,形成愈伤组织。
一般来讲由胚形成的愈伤组织大多为胚性愈伤组织,这种胚性愈伤组织很容易分化形成植株。
3、胚培育的意义1.胚培养克服远缘杂交不孕和幼胚败育2.明朗胚培育快速产卵3.胚培养物作为转基因受体材料子房培育包含传粉前和传粉后的子房培育。
1.材料的选择(1)品种间的差异大量的子房培养实验表明,不同植物及不同品系的植物间诱导产生单倍体植株的频率有明显差异。
(2)胚囊发育期子房培养成功与否跟胚囊发育时期密切相关。
相同的植物适宜相同的培养基,禾谷类的多用n6培养基,其他植物多用ms、bn培养基。
3.接种方式在采用紧固培养基时,注射方式就是影响顺利的关键环节之一。
4.单倍体的来源卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍体,但是由卵细胞来源的胚状体产生的再造植株最出色。
三、被子植物胚乳培养1、植物胚乳的发育特性是双受精的产物,由两个极核和一个雄配子融合形成,所以在染色体倍性上属于三倍体。
在受精卵前就已构成,就是配子体的一部分,由大孢子轻易对立发育而变成,因此它就是单倍体非政府。
胚乳按发育初期是否形成细胞壁可分为三种类型。
1)核型胚乳胚乳最初发育经过一段游离阶段,绝大多数被子植物的胚乳属核型胚乳。
植物胚胎培养121111111111111111
③培养条件的控制
剥离出来的幼胚要立即接种到培养基上进行培养。 在培养之前必须对所培养的对象在自然发育条件 下的特性充分了解,比如胚的休眠问题、是否需 要春化作用、胚萌发的温度等。
2、幼胚的分离及培养 ①幼胚的剥离 ②幼胚的培养 胚胎发育过程分为两个时期: 1)异养期(heterotrophy period),即在胚发育早期, 幼胚由胚乳及周围的组织提供养分。 2)自养期(autotrophy period) ,胚在代谢上已经能在 基本的无机盐和蔗糖的合成培养基上生长,在营养上已相 当独立。
子房由子房壁和胚珠组成
授粉子房的培养 类型 未授粉子房的培养
子房 的 结 构
子房
子房胚珠 受精极核 胚乳 受精卵
胚
未授精子房
授精子房
性细胞(卵细胞、助细胞、极核、反足细 胞)----胚状体或愈伤组织----单倍体植株;
体细胞(珠被、子房壁)---胚状体或愈伤 组织----二倍体植株;
胚培养
胚培养:采用人工的方法将胚从种子、子房或胚珠 中分离出来,再放在无菌的条件下,让其进一步 生长发育,以至形成幼苗的过程。
一、培养类型
1、幼胚培养 2、成熟胚培养
胚的类型
合子胚:由受精卵形成的胚
体细胞胚: 在离体或活体条件下由除合子
之外的孢子体细胞形成的胚
非合子胚
孤雌胚:
由未受精卵形成的胚
孤雄胚: 由小孢子或花粉粒形成的胚 不定胚:由植物组织或器官直接产生的体细胞胚。
对培养条件要求宽松。
2、成熟胚培养过程---以玉米成熟胚培养为例
1)玉米种子消毒 2)在黑暗条件下,将种子放在含无菌湿润滤纸的培 养皿中培育6h。 3)将吸涨的种子在无菌培养皿内将胚分离出来 4)无菌水冲洗3次 5)在MS培养基中暗培养。 6)观察:2d出现胚根,3-4 d出现胚芽,10d长成幼 苗。 玉米成熟胚的培养
植物组培-胚培养
B
C
D
可能产生变异
胚培养技术获得的植物可能会发生基因变 异或表型变异,需要进一步鉴定和筛选。
成功率不稳定
胚培养技术的成功率受到多种因素的影响, 如植物种类、环境条件、操作技术等,使 得该技术的成功率不稳定。
05
胚培养的未来展望
胚培养技术的发展趋势
基因编辑技术的融合
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术,对胚培养材料进行精确的基 因改造,提高植物的抗逆性、产量和品质。
定期观察记录植物的生长情况,包括生长速 度、形态变化等。
结果解释
根据数据分析结果,解释胚培养过程中出现 的问题和解决方法,以及胚培养在植物繁殖 和遗传育种方面的应用前景。
04
胚培养的优缺点
优点
繁殖速度快
胚培养技术可以在短时间内快速繁殖 大量植物,大大缩短了繁殖周期。
遗传稳定性高
胚培养技术可以获得遗传上相对稳定 的植物,因为胚是植物的原始细胞, 具有较高的遗传完整性。
植物组织培养的历史与发展
1902年
德国植物学家哈伯兰特提出植 物细胞具有全能性的假设。
1958年
斯图尔德成功实现了烟草细胞的离 体培养,得到了完整的植株,标志 着植物组织培养技术的建立。
1970年
植物微型繁殖技术的研究和应 用得到迅速发展。
1980年
基因工程技术的引入,使得植 物组织培养技术在植物基因工
绝。
品种改良
胚培养技术可用于快速繁殖优 良品种,加速新品种的选育和
推广。
生物技术育种
胚培养技术可用于基因工程和 细胞工程等领域,实现转基因
植物的快速繁殖和筛选。源自农业生产和园艺胚培养技术可用于花卉、蔬菜 、水果等作物的快速繁殖和生
植物的胚胎培养
7
8.1.3 幼胚培养(immature embryo culture) 是指对发育早期胚或未成熟胚的培养,即供给一
定的培养条件,使幼胚逐步发育成成熟胚,并进 一步发育成小植株的技术。 幼胚培养要根据幼胚发育的不同阶段,选用相应 的培养基、营养条件和培养条件。
远缘杂交杂种胚拯救 ,使胚发育不全的植株 获得大量的后代
整理课件
34
8.2.2、子房培养:
包括授粉子房和未授粉子房培养。 1949年和1951年最早在黄瓜、番茄、菜 豆、草莓、烟草等植物上获得成功。 授粉子房培养形成成熟果实和种子; 未授粉子房培养形成小的无籽果实。
授粉后3d的玉米子房, 其中6颗发育成种子, 其余产生愈伤组织。
整理课件
35
(1)子房培养的意义: ➢获得杂种植株; ➢未授粉子房培养为试管受精提供技术基础; ➢未授粉子房培养能获得获得单倍体植株,用
具有特殊的意义。 在柑桔杂交育种中一个问题是杂交往往得不到杂种
胚,由于珠心胚的生长把合子胚挤到旁边去。
整理课件
26
(6) 用于有关理论研究
离体胚培养还可用于许多重大理论问题 的研究,如胚胎发育过程,影响胚发育的各种因 素,胚乳作用以及与胚发育有关的代谢和生理变 化等。
(7) 脱分化与再分化培养
以幼胚或成熟胚为外植体诱导愈伤组织, 建立胚性无性系,不仅可以应用于研究体细胞胚 胎发生、分离原生质体,还可应用于植物体细胞 遗传饰变和转基因技术的研究等。
整理课件
3
8.1 离体胚培养
8. 1.1 离体胚培养的概念 离体胚培养(embryo culture)指从植物种子中分
离出胚组织进行离体培养的技术。包括幼胚培养和 成熟胚培养。
幼胚
第六章 植物的胚胎培养和离体授粉
2、影响幼胚培养的因素
1)培养基 A、基本培养基 • 幼胚要求更复杂的培养基。除了一般的无机盐成
分外,还要加入微量元素和生长辅助物质,不同 发育时期的幼胚对培养基成份要求不同,胚龄越 小培养及成份越复杂。K+、Ca2+水平稍高有利于 幼胚培养
12
B、蔗糖: 糖的作用:
调节渗透压;碳源;防止幼胚早萌。 渗透压的保持对于幼胚培养相当重要,
9
2 、幼胚离体培养中常见的生长发育方式
• 胚性发育(embryonal development)—— 幼胚接种到培养基上以后,仍然按照在活 体内的发育方式发育,最后形成成熟胚, 然后再按种子萌发途径出苗形成完整植株, 这种途径发育的幼胚一般一个幼胚将来就 是一个植株。
10
早熟萌发(early mature sprouting)—— 幼胚接种后, 离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发 成幼苗,通常称为早熟萌发。
第六章 植物胚胎培养 和离体授粉
植物胚胎培养概念
• 对无菌分离出的成熟胚或未成熟胚进行离 体培养,以获得发育正常的植株的技术。
2
植物胚培养根据在培养中所取外植体的部位 不同可分为 胚培养(embryo culture) 胚乳培养(endosperm culture) 胚珠培养(ovule culture) 子房培养(ovary culture)
在大多数情况下,一个幼胚萌发成一个植株,但有 时会由于细胞分裂产生大量的胚性细胞,以后形成 许多胚状体,从而可以形成许多植株,这种现象就 是所谓的丛生胚现象。
愈伤组织——在许多情况下,幼胚在离体培养中首 先发生细胞增殖,形成愈伤组织。一般来讲由胚形 成的愈伤组织大多为胚性愈伤组织,这种胚性愈伤 组织很容易分化形成植株。
植物胚胎培养的意义
植物胚胎培养的意义
植物胚胎培养是指在无菌条件下,将植物的胚胎(如幼胚、成熟胚、胚珠等)接种到培养基上,使其在人工控制的环境下生长和发育的技术。
植物胚胎培养具有以下重要意义:
1. 加快育种进程:通过植物胚胎培养,可以在较短的时间内获得大量的后代,从而加快育种进程。
2. 拯救珍稀濒危植物:对于一些珍稀濒危植物,可以通过胚胎培养来拯救和保护它们。
3. 提高育种效率:通过胚胎培养,可以在较小的空间内进行大量的育种试验,从而提高育种效率。
4. 研究植物发育机制:植物胚胎培养可以为研究植物发育机制提供重要的实验材料。
5. 生产无病毒植株:通过胚胎培养,可以获得无病毒植株,从而提高植株的品质和产量。
6. 保存种质资源:通过胚胎培养,可以保存植物的种质资源,以备将来使用。
植物胚胎培养是一种重要的植物生物技术,具有广泛的应用前景和重要的意义。
植物胚胎
2、母体组织的影响 柱头可影响某些植物受精,应切除柱 头和花柱。 而有些植物则需要保留,更有利于离 体受精,如烟草。 3、花粉萌发和花粉管生长 离体花粉萌发率和花粉生长速度直接 影响试管受精成功率。
幼胚离体培养的生长发育方式
(1)、胚性发育(embryonal development) 幼胚接种
到培养基上以后,仍然按照在活体内的发育方式发
育,最后形成成熟胚(有时甚至可能类似种子),然 后再按种子萌发途径出苗形成完整植株,这种途径 发育的幼胚一般一个幼胚将来就是一个植株。
(2)、早熟萌发(early mature sprou培养条件和营 养的要求都较高。 需要多种的营养和 适宜的培养条件。
影响幼胚培养成功的因素主要包括 幼胚发育时期、培养基及培养条件等。
(1)天然提取物及某些蛋白制品; 1934年银杏幼胚培养中添加银杏胚乳 有促进作用;1941年曼佗罗幼胚培养中 发现添加椰子乳能很好的促进幼胚的发 育(200-500um的幼胚)。 此外,大麦胚乳、麦芽提取物、酵母 提取物、水解酪蛋白等都能促进幼胚的 发育。
★单倍体植株的培育 ★离体授粉的需要 ★离体条件形成果实 ★花被功能研究
2、子房培养的方法
授粉前或授 粉后的子房
表面消毒
接种培养
受精后的子房仍需进行表面消毒后再 接种。而未受精子房可将花被表面消毒后, 在无菌条件下直接剥取子房接种。
子房培养只需较简单的培养基即可形 成果实,并含成熟种子。
影响因素
三、胚的培养
指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离 出来,置于培养基上进行离体培养的方法。
植物的胚胎培养
养。
分为两种类型:授粉胚珠培养
未授粉胚珠培养
(1)胚珠培养的意义:
➢ 防止杂种胚早期败育,获得杂种植株;也为拯救 心型期胚或心型期以前的胚胎提供了新的途径。
➢ 授粉前胚珠培养,可作为试管受精的基础; ➢ 未授粉胚珠培养,能培养获得单倍体植株,用于
单倍体育种。
(2)胚珠培养方法: A、材料的选择和灭菌: 未授粉胚珠:开花前1-6天, 授粉胚珠:授粉后1-120天不等,较晚 时期有利于胚的发育。 灭菌:先对子房或外表组织消毒灭菌后, 后取出胚珠培养。
越小,糖浓度要求越高,成熟胚,2%;而幼胚,4%甚至 更高浓度的蔗糖。如曼陀罗的前心形期胚培养要求8%的蔗 糖含量,而鱼雷期要降到%~0.5%。
氨基酸:谷氨酰胺是促进离体胚生长最有效的氨基酸; 酪蛋白水解物(CH),不同物种的离体胚对
CH的浓度要求不同 。 胚乳提取物。一般认为,八分成熟的椰乳对幼胚培养作
成小植株,因此,培养基相对简单,一般只需要大 量元素和糖即可,有些培养为了打破种子休眠也加 入一些植物激素。
水稻成熟胚培养
观赏与药用(紫杉醇) 种子有休眠特性
台湾红豆杉成熟胚培养
种子有休眠特性 (种皮与未完成 后熟的原因)
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony
(3) 克服种子休眠
有些植物种子休眠期很长,如鸢尾(lris),一
般种子成熟后要休眠2~3年才能萌发,在培养基 上几天内种子就能萌发。 植物种子休眠的原因可能来自胚乳,因为离体胚 如果带着胚乳培养,胚的生长就受到抑制。具有 休眠特性的种子,其胚离体培养时,在培养基中 加入1~2 mg/L的赤霉素,对打破种子休眠有显 著作用。
植物生物技术-第三章 胚胎培养
单子叶植物胚的发 育
从合子至原胚的发育过程与双子叶的相似,以后只发育出一片 子叶
15Байду номын сангаас
2 、离体胚培养时,胚的发育的几种途径: ( 1 )胚胎发育途径:幼胚经过心形期,再发育到鱼雷形期,
进而进入子叶期,最后萌发成苗。这是幼胚培养成功的途径 ( 2 )胚性发育途径: 幼胚增大到正常大小,但不能成苗,通
过调节渗透压或Th长素可正常Th长
16
( 3 )早熟萌发途径:幼胚从心形期发育到鱼雷形期后,不经 过子叶期直接发育成苗,即跳过某一个发育阶段,这样的幼 苗 往往很弱小,组织不健全,且难于培养成正常的植株
( 4 )产Th愈伤组织:幼胚培养过程中细胞脱分化产Th愈伤组 织。通过幼胚培养产Th的愈伤组织,经植株再Th同样可得到 远 缘杂种。据报道,由胚培养产Th的愈伤组织较其它外植体 容易 得到再Th植株。
方法 例如蔷薇属植物的栽培品种常需 1 年才能开花。从离体培养 胚获得的幼苗只需 2 - 3 个月即可开花,而利用这种花作父 本 , 1 年内可产Th 2 个世代,大大地提高育种进程
9
5 、种子Th活力的快速测 定 • 应用一般的萌发试验测定休眠的种子Th活力所需时间很长,必
须要预先进行后熟处理 • Tukey ( 1994 年)发现未后熟的种子和后熟的种子的胚在离
• 植物胚胎培养的定义: 是对植物的胚 ( 种胚 ) 及胚器官 ( 如 子房,胚珠 ) 进行人工离体无菌培养 , 使其发育成幼苗 的技 术
• 胚胎培养类型:胚培养、胚珠培养、子房培养、胚乳培 养
2
本章主要内 容
第一节、胚培养 第二节、胚珠和子房的培养 第三节、胚乳培养 第四节、离体授粉
3
本章教学目的与要求
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(二) 子房培养 1、子房培养的意义 、
★有效地挽救杂种胚的败育 ★单倍体植株的培育 ★离体授粉的需要 ★离体条件形成果实 ★花被功能研究
2、子房培养的方法 、
授粉前或授 粉后的子房
表面消毒
接种培养
受精后的子房仍需进行表面消毒后再 接种。而未受精子房可将花被表面消毒后, 接种。而未受精子房可将花被表面消毒后, 在无菌条件下直接剥取子房接种。 在无菌条件下直接剥取子房接种。 子房培养只需较简单的培养基即可形 成果实,并含成熟种子。 成果实,并含成熟种子。
(一) 胚珠培养
1、胚珠培养的意义 、
有利于合子和早期原胚的培养 胚分化不全的种子的胚培养 获得杂交后代和优良品种 离体授粉的需要 获得无病毒苗
2、胚珠培养的方法 、
长度小于3mm的胚珠, 的胚珠, 长度小于 的胚珠 难与直接解剖, 难与直接解剖,可先接 种于液体培养基中, 种于液体培养基中,根 据培养情况采取相应培 养条件。 养条件。
培养方法: (三) 培养方法: A、取授粉 、取授粉4-8d后的幼果,常规消毒 后的幼果, 后的幼果 B、无菌条件下切开果实,取出种子,分离出胚乳 、无菌条件下切开果实,取出种子, C、接种在培养基上,在25-27℃和黑暗条件或散射 、接种在培养基上, ℃ 光下培养形成愈伤组织 D、转到分化培养基上,待愈伤组织长出芽后,切下 、转到分化培养基上,待愈伤组织长出芽后, 不定芽 E、插入生根培养基中,光下培养 、插入生根培养基中,光下培养10-15d,切口处长 , 出白色的不定根
二、胚胎培养的应用
1、克服远缘杂交的不育性,获稀有杂种植物 、克服远缘杂交的不育性, 2、打破种子休眠,提早结实,缩短育种年限 、打破种子休眠,提早结实, 3、使生活力低下或无生活力的种子萌发 、 4、使柑橘类植物合子胚正常发育 、 5、测定种子生活力 、 6、获三倍体或单倍体植株 、 7、快速繁殖特殊植物 、 8、用于理论研究 、
幼胚培养时, 幼胚培养时,其发育过程有以下几种 发育方式: 发育方式: a、胚性发育,此种方式不能萌发成苗 胚性发育, b、早熟萌发,长成的苗十分瘦弱 早熟萌发, c、产生愈伤组织,再由愈伤组织分化形 产生愈伤组织, 成胚或不定芽
幼胚离体培养的生长发育方式
(1)、胚性发育(embryonal (1)、胚性发育(embryonal development) 幼胚接种 到培养基上以后, 到培养基上以后,仍然按照在活体内的发育方式发 育,最后形成成熟胚(有时甚至可能类似种子),然 最后形成成熟胚(有时甚至可能类似种子) 后再按种子萌发途径出苗形成完整植株, 后再按种子萌发途径出苗形成完整植株,这种途径 发育的幼胚一般一个幼胚将来就是一个植株。 发育的幼胚一般一个幼胚将来就是一个植株。
(一)胚乳的发育类型
1、核型胚乳 、 ◆被子植物中普遍的胚乳发育形式
◆初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂, 初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂,
都不伴随壁的形成
◆各个胚乳核呈游离状态分布在胚囊中
发育到一定阶段后, ◆发育到一定阶段后,常在胚囊外围的胚乳核 之间出现细胞壁 ◆为单子叶植物和具有离瓣花的双子叶植物中 普遍存在,如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、 普遍存在,如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、 苹果等
倒生胚珠
5、子房培养 、 指授粉和未授粉的子房培养。 指授粉和未授粉的子房培养。它对 于研究果实发育的生理、 于研究果实发育的生理、离体受精等有 重要意义。 重要意义。 6、试管受精 、 指在无菌条件下培养离体的未受精 子房或胚珠和花粉, 子房或胚珠和花粉,使花粉萌发产生的 花粉进入胚珠而完成受精过程。 花粉进入胚珠而完成受精过程。
◆
(二)胚乳培养的关键 A、胚乳发育时期的影响 、 发育早期胚乳:操作不便,诱导率低 发育早期胚乳:操作不便, 游离核期或刚转入细胞期的核型胚乳:难得 游离核期或刚转入细胞期的核型胚乳:难得callus 旺盛生长期胚乳:易诱导产生 旺盛生长期胚乳:易诱导产生callus
★ 旺盛期胚乳特征
§胚已分化完成 §胚乳已形成细胞组织
(2)、早熟萌发(early (2)、早熟萌发(early mature sprouting) 幼胚接种后,离体 幼胚接种后, 胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发成幼苗, 胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发成幼苗,通 常称之为早熟萌发。在大多数情况下, 常称之为早熟萌发。在大多数情况下,一个幼胚萌发成一 个植株,但有时会由于细胞分裂产生大量的胚性细胞, 个植株,但有时会由于细胞分裂产生大量的胚性细胞,以 后形成许多胚状体,从而可以形成许多植株, 后形成许多胚状体,从而可以形成许多植株,这种现象就 是所谓的丛生胚现象。 是所谓的丛生胚现象。 (3)、愈伤组织(callus) 在许多情况下, (3)、愈伤组织(callus) 在许多情况下,幼胚在离体培养中 首先发生细胞增殖,形成愈伤组织。一般来讲由胚形成的 首先发生细胞增殖,形成愈伤组织。 愈伤组织大多为胚性愈伤组织,这种胚性愈伤组织很容易 愈伤组织大多为胚性愈伤组织, 分化形成植株。 分化形成植株。
1个月,胚乳愈伤组织长大,胚解体 个月,胚乳愈伤组织长大, 个月
五、胚珠和子房培养
未授粉胚珠和子房培养是离体受精的基础, 未授粉胚珠和子房培养是离体受精的基础, 可诱发大孢子发育成单倍体植株, 可诱发大孢子发育成单倍体植株,且孤雌产生 的单倍体植株获得率较孤雄生殖高。 的单倍体植株获得率较孤雄生殖高。 胚珠培养中, 胚珠培养中,已授粉具有球形胚或更后期 的胚珠易培养成种子, 的胚珠易培养成种子,且培养基及添加成分相 对要求不高。 对要求不高。而受精不久的胚珠则需要成分复 杂的培养基,培养难度大。 杂的培养基,培养难度大。
(二)成熟胚培养 成熟胚是自养的,培养基需要简单。 成熟胚是自养的,培养基需要简单。 主要目的: 主要目的 ◆研究胚发育过程的形态建成 ◆生长调节物质的作用 ◆胚与胚乳相互关系和营养要求
培养方法: 培养方法: A、将受精后成熟或未成熟种子或果实, 、将受精后成熟或未成熟种子或果实, 用70%—75%酒精表面消毒消毒几分钟 酒精表面消毒消毒几分钟 B、用0.1%升汞溶液或饱和漂白粉溶液消 、 升汞溶液或饱和漂白粉溶液消 毒10min,无菌水反复冲洗 , C、无菌操作台上,直接或在解剖镜下剥 、无菌操作台上, 取胚接种在培养基上
※两种植物胚乳培养的方法
A、枸杞 、
开花20d的枸杞胚乳 的枸杞胚乳 开花 MS + 2,4-D 0.2mg/L ,
callus
生根
MS
分化出苗
MS + BA 0.2mg/L
不同倍性的胚乳植株
B、葡萄 、
取出种子 切去合点部分
接种
White + CM10% + 2,4-D 2.0 + CH 500 +KT 1.0 + 蔗糖 3%~4% , 琼脂8% 琼脂
三、胚的培养
指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离 出来,置于培养基上进行离体培养的方法。 出来,置于培养基上进行离体培养的方法。
植物胚结构
胚 电 镜 扫 描 图 片
双 子 叶 植 物 胚
图 示
孢原细胞
减数分裂 (大孢子母细胞) 大孢子母细胞)
为 胚 珠 和 胚 囊 的 发 育 过 程
中央细胞
充分生长, §充分生长,达到成熟大小
§外观为半透明的固体状 §富有弹性
一些草本植物胚乳培养的适宜取材时期 水稻:授粉后 水稻:授粉后4 d 黄瓜:授粉后 黄瓜:授粉后7 ~ 16 d 大麦:授粉后10 ~ 20 d 大麦:授粉后 黑麦草:授粉后 黑麦草:授粉后8 ~ 10 d 梨:授粉后20 d 授粉后 玉米和小麦:授粉后8 ~ 12 d 玉米和小麦:授粉后
据培养目的不同
幼胚培养 成熟胚培养
胚培养
剥取的离体胚发育时 期的不同
成熟胚培养一般较易获得成功
(一)幼胚培养 幼胚完全是异养的, 幼胚完全是异养的,离体条件下培养要求 培养基成分复杂,培养不易成功。 培养基成分复杂,培养不易成功。 幼胚培养的关键技术: 幼胚培养的关键技术: 取材时期 幼胚剥离 培养条件的控制(是否需要特殊处理) 培养条件的控制(是否需要特殊处理)
一般情况下:接近成熟或完全成熟的胚乳 诱导率很低, 一般情况下:接近成熟或完全成熟的胚乳callus诱物, 木本植物,如:桑寄生科、檀香科植物,其成熟胚乳和诱 桑寄生科、檀香科植物, 导产生callus 导产生
B、培养基和激素的影响 、 培养基: 、 培养基:MS、B5、MT、White、LS等 、 、 等 水解酪蛋白、 水解酪蛋白、酵母提取物也很必要
2、细胞型胚乳 、
特点: 特点: 初生胚乳核的分裂开始, 初生胚乳核的分裂开始,即产生细胞 壁,形成胚乳细胞
◆ ◆
无游离核时期
大多数双子叶合瓣花植物是这样的胚 如番茄、烟草、芝麻等。 乳,如番茄、烟草、芝麻等。
3、沼生目型胚乳 、
◆ ◆
核型胚乳与细胞型胚乳的中间类型
初生胚乳核的第一次分裂将胚囊分隔 为两室, 为两室,其中珠孔端室比合点端室宽大 核进行分裂形成状态的游离核, 核进行分裂形成状态的游离核,最后 形成细胞
荠菜不同发育时期胚培养的营养需要
胚龄 早球形胚 后球形胚 心形胚 鱼雷胚 胚长度 (μm) 20~60 61~80 81~450 451~700 营养需要(培养基营养) 小于40μ 小于40μm长的胚所需营养尚不清楚 大量元素、微量元素、V 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2%、 、烟酸、糖2%、 IAA0.1mg/L+KT0.01mg/L 大量元素、微量元素、V 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2% 、烟酸、糖2% Ca(NO3)2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 Ca( 480mg/L、 63mg/L、 42mg/L、 MgSO463mg/L、KH2PO442mg/L、VB1、VB6、烟酸、 63mg/L、 42mg/L、 糖2% Ca(NO3)2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 Ca( 480mg/L、 63mg/L、 42mg/L、 MgSO463mg/L、糖2% 63mg/L、糖2%