植物组织培养学课件 (7)

3. 胚乳再生植株的染色体倍数 • 稳定型：三倍体 • 畸变型：除少数是三倍体，多数是由多种倍性细 胞组成的嵌合体
五、胚乳培养的应用
1、胚乳培养可得到三倍体植株，产生无籽果实。或 加倍形成六倍体植株进行育种。
2、胚乳培养可得到倍性不同的愈伤组织，可分离和
筛选各种类型的非整倍体植株。
第三节 胚珠和子房培养
发的温度等
燕 麦 幼 胚 培 养 过 程
二、幼胚离体培养的生长发育方式
胚性发育(embryonal development)
• 幼胚接种到培养基上后，仍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
一、胚珠培养
定义：是指将胚珠从母体上 分离出来，在无菌的人工环 境条件下培养，使其生长发 育形成幼苗的过程。
一、胚珠培养类型：
1、受精胚珠的培养
2、未受精胚珠的培养
（一）、胚珠培养的基本过程：
（二）、培养基：White,Nitsch,MS （三）、胚珠的发育：
A 受精胚珠：一是形成种子；二是形成愈伤组织 B 未受精胚珠：形成单倍体植株。
花粉囊
花粉囊壁
成熟花粉粒
油菜成熟花药的结构
花粉的发育过程
单核花粉
分裂一次
营养核 生殖核
分裂一次
营养核 两个精子
双核花粉
三核花粉
一、花药和花粉的培养方法：
• 花药培养：是将花粉发育至一定阶段的花药接种到人工
培养基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成 植株的技术
（一）花粉发育时期：
1、花药培养适宜时期：单核期,尤其是单核中、晚 期(单核靠边期)
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。
（二）培养基:N6,MS
（三）培养子房的发育： 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
三、胚珠和子房培养的应用

（一）胚珠培养的应用 1、受精胚珠培养目的： 一是打破种子的休眠；
• 其他条件：较高浓度的氨基酸及无机盐。
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，将种子放在无菌湿润的含滤纸的 培养皿中培育6hr。
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。
用较大的胚进行胚养。现在幼胚培养成功的有大麦、荠莱、
甘蔗、甜菜、胡萝卜等。
一、幼胚培养的关键技术：
取材时期
•胚胎的年龄越小越难培养
•大多数幼胚培养成功的实例证明，适宜于幼胚培养的
胚发育时期多为球形胚期至鱼雷胚期 •以幼胚挽救为目的的胚培养取材，必须在胚退化衰败 之前
幼胚剥离
• 胚剥离的成功与否是幼胚培养成功与否的关键
• （2）表面消毒
• 因为未开放的花蕾中的花药为花被包裹，本身处 于无菌状态，可仅用70％酒精棉球将花的表面擦
洗即可。也可按对其他器官消毒处理方法进行，
• 蔗糖浓度（高渗透压，4～12%） • 外源激素（GA3和KT， IAA和ABA） • 天然提取物（如椰乳、玉米胚乳提取物等）
• (2)温光条件
• 对于大多数植物的胚来说，在25～30℃为宜，但是，早 熟果树如桃的种胚，必须经过一定的低温春化阶段才能正
常萌发生长，而马铃薯胚以20℃为好。
• 另外，光照可以促进某些植物胚的转绿，利于胚芽生长， 而黑暗则利于胚根生长。因此以光暗交替培养较为有利。
子房培养。
• 植物在受精后，受精卵形成合子，随即进行第一
次分裂，进而形成分生组织和幼胚，再发育成成 熟胚。在这个过程，胚靠消耗胚乳的营养而发育，
同时胚处在胚囊环境中，可吸收氨基酸、维生素
等营养。
胚的发育
种子的结构
胚培养方法：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
织
被子植物的胚乳按发育初期是否形成细胞壁 可分为三种类型：
• 核型胚乳：胚乳最初发育
经过一段游离核阶段，绝
大多数被子植物的胚乳属 于核型胚乳，游离核阶段 时间长短因植物不同而异
• 细胞型胚乳：不经过游离 核阶段而按正常的细胞分 裂方式进行。胚乳初生核
第一次分裂后即形成两个
子细胞，以后每次分裂都 形成细胞壁。某些合瓣花
• 幼胚是一种半透明、高粘稠状组织，剥离过程中极易失水 干缩，一定要注意保湿，且操作要迅速 • 有关胚发育的细胞学和生理生化研究表明，胚柄积极参与 幼胚的发育，特别是球形胚期以前的幼胚，胚剥离时应带 胚柄
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
2. 培养基与培养条件 培养基： MS 、 White 等，加入 2 ， 4-D 或 NAA0.5 ～
2.0mg/L，BA 0.1～1.0mg／L
培养条件：在25～27℃和黑暗条件或散射光下培养
约6～lOd胚乳开始膨大，再培养形成愈伤组织．这时应 转到分化培养基上培养，分化培养基可加入0.5～3.0mg ／L的BA及少量的NAA。待愈伤组织长出芽后，切下不定 芽，插人生根培养基中，光下培养10～15d，切口处可长 出白色的不定根。
发育:诱导形成愈伤组织----再分化形成胚状体或不定芽--生根培养----植株。 诱导时高浓度生长素，分化时高浓度细胞分裂素 胚乳培养对pH的要求较高，不同植物的适宜pH不同
胚乳培养过程
胚乳
愈伤组织
形态发生
胚状体发育成苗 不定芽苗
四、影响胚乳培养的因素
胚乳的发育时期
• 实验证明，游离胚乳核时期和成熟胚乳时期均不适合进行 培养，只有当胚乳处于细胞形成期并保持旺盛的分生能力 时进行培养才有可能成功 • 各种植物最适进行培养的胚乳发育阶段不同 基因型 胚因子 • 胚对胚乳培养的影响
三、培养基与培养条件
1、培养基 2、培养条件： 1）糖类 2）附加成分 3）光照 4）培养方式： • 幼胚培养适于液体培养 • 成熟胚适于固体培养
四、胚胎培养的意义：
• 克服远缘杂交育种中杂种胚的早期夭折 • 克服珠心胚干扰，提高育种效率 • 理论研究领域的应用 • 单倍体的获得 • 缩短育种周期（解决种子休眠期长的问题） • 稀有植物的繁殖
• 刘淑琼（1980）在桃的胚乳培养中发现，带胚的胚乳出愈
率较高（95%）
1.胚乳植株染色体数目的检查
• 取根尖、幼叶或愈伤组织 • 0.2%-0.5%秋水仙素碱溶液在25℃浸泡4-8hr • 流水冲洗5-10min • 卡诺氏液或FAA液固定 • 1mol盐酸，60 ℃水浴8-10min • 染色、压片、镜检、计数
乳培养得到了再生植株。其它有的分化出了芽、
根、叶等或得到愈伤组织
二、植物胚乳的发育特性
植物胚乳可以分为两大类：被子植物胚乳和裸子 植物胚乳
• 被子植物胚乳是双受精的产物，它由二个极核和一个雄配 子融合形成，所以，在染色体倍性上它属于三倍体组织 • 裸子植物的胚乳很特殊，在受精前就已形成，为配子体的 一部分，由大孢子直接分裂发育而成，因此它是单倍体组
用染色剂为醋酸洋红。
二、培养过程
1、花药培养过程：
1）预处理:低温冷藏是最常用的方法
2）表面消毒
3）接种 4）培养形成花粉植株。 花粉---愈伤组织---苗 花粉---胚状体---苗
• （1）材料预处理
• 接种前将采集的花蕾或花序以理化方法处理能提 高花粉植株诱导频率。处理方法有低温、离心、 低剂量辐射、化学试剂处理等。
营养细胞 生殖细胞 精子
雄配子体的发育
1.花粉粒形态：
• 花粉粒即雄配子体。为2细胞花粉或3细胞花粉
2--细胞花粉
3--细胞花粉
2、花粉发育时期的检测：
外部形态观察：在水稻中，一般叶枕距为5-15cm，颖
片淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的1/2时，可能为单 核靠边期的花粉。
压片染色法：是检测花粉发育时期的简便有效方法，常
第二节 胚乳培养
胚乳培养:将胚乳从母体上分离
出来，在无菌的环境条件下培养， 使其生长发育形成幼苗的过程。
胚乳培养的主要研究内容：
• 胚乳细胞的全能性 • 获得三倍体植株 • 研究离体培养条件下胚和胚乳的 关系
一、概况
• 到目前为止，已对40多种植物的胚乳进行了培养。
其中苹果、柚、橙、檀香、枸杞、猕猴桃、玉米、 大麦、小黑麦、水稻、马铃薯、梨、核桃等的胚
植物，如烟草、芝麻以及
番茄等是属于此类
• 沼生目型胚乳：是核型与 细胞型之间的中间型。初 生胚乳核第一次分裂为细
胞型，形成两室（二细
胞），以后两个细胞中的 核进行游离核分裂。以后
珠孔端形成胚乳细胞，而
合点端的胚乳核逐渐退化
三、胚乳培养过程
胚乳外植体制备:种子消毒---取出胚乳 培养:White或MS诱导培养基---25-27℃--暗或弱光
第四节 花药和花粉培养技术
• 1.花药培养技术 • 2.花粉培养技术 • 3.花药和花粉培养的应用
• 雄蕊结构：花的雄性器官包括花丝、花药两部分。