《植物花粉花药培养》PPT课件
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花药和花粉培养课件
数据分析
数据整理、统计、分析、解释
处理方法
数据清洗、数据挖掘、可视化呈现
06 相关法律法规与伦理问题
法律法规要求与遵守
法律法规要求
在进行花药和花粉培养实验时,必须遵 守国家和地方的相关法律法规,确保实 验活动的合法性。
VS
遵守要求
遵守实验室安全规定,确保实验操作符合 相关法规要求,避免任何违反法律法规的 行为。
气体控制 控制培养环境中的气体成分,如CO2浓度等,以 优化生长条件。
培养过程中的注意事项
防止污染
严格控制无菌条件,定期检查培 养基和培养环境是否有微生物污染。
观察与记录
定期观察花药和花粉的生长情况, 记录生长数据,以便及时调整培养 条件。
花药和花粉的保存
对于需要长期保存的花药和花粉, 应选择适宜的保存方法和条件。
应用领域拓展
花药和花粉培养技术的应用范围将进一步 拓展,不仅局限于育种领域,还可应用于
生物制药、生物能源等领域。
遗传稳定性研究
将深入研究遗传稳定性问题,寻求解决染 色体变异的有效方法,获得遗传一致的纯 种。
政策支持
随着科技的不断进步和社会对生物技术的 关注度提高,政府将出台更多政策支持花 药和花粉培养技术的发展和应用。
基因工程研究
花药和花粉培养产生的单倍体植株可用于基因工程研究,如 基因敲除、基因沉默等,以深入了解基因功能和植物生长发 育机制。
药物筛选
利用花药和花粉培养技术产生的单倍体细胞系可用于药物筛 选,如抗病、抗虫、抗除草剂等,为新药研发提供有力支持。
实际应用案例分析
水稻育种
通过花药和花粉培养技术,成功获得了大量单倍体植株,经过筛选得到了抗病、 抗虫、高产等优良性状的水稻新品种,为我国水稻生产提供了有力支持。
数据整理、统计、分析、解释
处理方法
数据清洗、数据挖掘、可视化呈现
06 相关法律法规与伦理问题
法律法规要求与遵守
法律法规要求
在进行花药和花粉培养实验时,必须遵 守国家和地方的相关法律法规,确保实 验活动的合法性。
VS
遵守要求
遵守实验室安全规定,确保实验操作符合 相关法规要求,避免任何违反法律法规的 行为。
气体控制 控制培养环境中的气体成分,如CO2浓度等,以 优化生长条件。
培养过程中的注意事项
防止污染
严格控制无菌条件,定期检查培 养基和培养环境是否有微生物污染。
观察与记录
定期观察花药和花粉的生长情况, 记录生长数据,以便及时调整培养 条件。
花药和花粉的保存
对于需要长期保存的花药和花粉, 应选择适宜的保存方法和条件。
应用领域拓展
花药和花粉培养技术的应用范围将进一步 拓展,不仅局限于育种领域,还可应用于
生物制药、生物能源等领域。
遗传稳定性研究
将深入研究遗传稳定性问题,寻求解决染 色体变异的有效方法,获得遗传一致的纯 种。
政策支持
随着科技的不断进步和社会对生物技术的 关注度提高,政府将出台更多政策支持花 药和花粉培养技术的发展和应用。
基因工程研究
花药和花粉培养产生的单倍体植株可用于基因工程研究,如 基因敲除、基因沉默等,以深入了解基因功能和植物生长发 育机制。
药物筛选
利用花药和花粉培养技术产生的单倍体细胞系可用于药物筛 选,如抗病、抗虫、抗除草剂等,为新药研发提供有力支持。
实际应用案例分析
水稻育种
通过花药和花粉培养技术,成功获得了大量单倍体植株,经过筛选得到了抗病、 抗虫、高产等优良性状的水稻新品种,为我国水稻生产提供了有力支持。
花药和花粉培养课件
如何选择适宜的植物材料进行花药和花粉培养?
答:选择适宜的植物材料是进行花药和花粉培养的关键,通常选择处 于适宜发育阶段的花蕾,以保证花药和花粉的质量和活性。
如何对植物材料进行预处理?
答:预处理包括对植物材料的低温、干燥、激素处理等,以促进花药 和花粉的萌发。
应用问题及解答
花药和花粉培养在育种中的应用有哪 些?
。
04
实验结果与分析
根据观察和记录的数据,分析 花药和花粉在培养基上的生长
情况。
比较不同植物的花药和花粉在 相同培养基上的生长表现,分
析其适应性。
根据实验结果,评估花药和花 粉培养在植物繁殖和育种中的 应用价值。
结合实验结果,提出改进和完 善花药和花粉培养技术的建议 。
06
问题与解答
常见问题及解答
调整培养基的pH值和渗透压,以 维持花药和花粉的正常生理状态 。
花药和花粉的采集与处理
采集时间
选择适宜的采集时间,以保证花药和花粉的活 力。
采集部位
选择健康的花朵,并确保采集的花药和花粉无 病虫害。
花药和花粉的分离与处理
将花药和花粉从花朵上分离下来,并进行适当的消毒处理。
培养方法与条件
培养方法
根据具体情况选择合适的培养方法,如单倍体育 种、基因转移等。
环境因素影响
温度、湿度、光照等因素可能影响 培养效果。
04
未来的发展方向
优化培养条件
通过研究,不断优化花药和花粉培养的条件 ,提高成功率。
基因编辑技术的应用
利用基因编辑技术,定向改造花药和花粉的 遗传性状。
高通量分析方法
开发高通量分析方法,实现大规模的花药和 花粉培养。
拓展应用领域
植物花粉花药培养
培养目的得大量无病毒的优质植株,缩
短育种周期。
种质资源保存
02
对于濒危植物或珍稀植物,通过花粉花药培养可以保存其种质
资源,避免物种灭绝。
新品种选育
03
通过花粉花药培养获得大量单倍体植株,可以用于新品种的选
育和改良。
培养历史与发展
历史
植物花粉花药培养技术最早起源于20世纪50年代,经过几十年的发展,已经成为 一种成熟的植物繁殖技术。
水稻花粉花药培养技术需要严格 控制培养条件,包括温度、湿度、 pH值等,以确保花粉的正常发
育。
玉米花粉花药培养
玉米花粉花药培养是一种通过人 工诱导玉米花粉发育成胚状体的 技术,具有繁殖速度快、遗传多
样性高等优点。
玉米花粉花药培养在玉米育种和 种质资源保存方面具有重要意义,
有助于提高玉米产量和品质。
培养条件
保持温度在25℃左右,湿度适中,定期通风,避免阳光直射,提供适宜的光照 条件(如12小时光照/12小时黑暗)。
培养环境与条件
温度控制
保持恒定的温度,过高或过低的温度 都会影响花粉的发育和生长。
湿度调节
适宜的湿度有利于花粉的萌发和生长, 一般控制在70%-80%之间。
光照管理
提供适宜的光照强度和时间,以保证 花粉的正常生长和发育。
储存方式
将采集的花粉储存在干燥、阴凉、通 风良好的地方,避免阳光直射和潮湿 ,以保持花粉的活性。
花药消毒与去雄
消毒方法
使用70%酒精或0.1%次氯酸钠溶液对花药进行表面消毒,去 除表面的微生物和杂质。
去雄步骤
在显微镜下操作,用镊子小心去除花药中的雄蕊,以便接种 花粉。
花粉的接种与培养
接种方式
第五章 植物花药和花粉培养[可修改版ppt]
梯度离心前 (小孢子形态、活力不一致)
30%蔗糖梯度离心后 (获得均一的小孢子群体)
(二)花粉培养方式
1、平板培养 花粉置琼脂固化培养基上培养。 2、液体培养 花粉悬浮在液体培养基中培养,需震荡,以利通气。 3、双层培养 花粉置固体-液体双层培养基上培养。培养基制作方 法:先铺一层琼脂固体培养基,凝固后,在表面加入少量液体培 养基。 4、看护培养 利用花药或花药愈伤组织释放出的活性物质促进花粉 小孢子发育。 5、微室培养 利用小的盖玻片和凹穴载玻片形成微室进行花粉培养 6、条件培养基培养 利用培养过花药的液体培养基或含失活花药提 取物的培养基上培养。花药条件培养基、子房条件培养等。
(3)诱变育种中的作用
植株不受显隐性的影响,在诱变育种中能在当代及 时获得突变个体,加倍后成为稳定的纯系。
2、物种进化研究 可探索亲本染色体组的构成。分析单倍体 植物减数分裂时,形成二价体的数目和形状,能确定染色体组内 是否存在同源染色体。
3、遗传分析 单倍体植株中基因不受显隐性的影响,每一个基 因的作用均能表现出来。能用来研究基因的性质及其作用。还可 用于基因的剂量效应分析。
二、花粉培养
(一)花粉的分离与纯化 1、自然散落法(漂浮培养散落小孢子收集法) 将花药接种在 预处理液或液体培养基上,待花粉自动散落后,收集培养。 2、挤压法 在烧杯或研钵中挤压花药,将花粉挤出后收集培养。 3、机械游离 (1)磁搅拌法 用磁力搅拌器搅拌培养液中的花药,使花粉 游离出来; (2)超速旋切法 通过搅拌器中的高速旋转刀具破碎花蕾、穗 子、花药,使小孢子游离出来(此法应用最广)。 4、小孢子纯化 对上述方法获得的小孢子混合物进行分级过筛、 梯度离心处理纯化小孢子
培养已经成功。十字花科、麦类、水稻、玉米等。 • 90年代,一些先前被认为是不易进行小孢子培养的基因型也相续
植物花药和花粉培养ppt课件
1、高低温处理 低温预处理:指在接种之前将材料用0℃以上低温处理一段
时间后再接种。应用较多。处理温度一般在1-14℃,时间从几小时 至几十天不等。不同作物所用的预处理温度及时间差异较大。不同 的处理温度需要不同的时间。 例子:小麦穗子培养前4℃预处理几天,花药培养效率显著提高。
十字花科未经低温预处理的花蕾,每花药产胚数为4.39个,69℃处理1天,产胚数提高到61.4个,预处理4天后,胚状体产量降为 10.47个。
(二)白化苗的控制
通过对花粉发育时期、预处理、培养基成分等因素进行调控。
四、影响雄核发育和花粉花药培养的因素
(一)基因型
植物基因型是影响雄核发育的最重要的因素之一。同一物种 中的不同基因型对小孢子离体诱导反应差异较大。
如在水稻中,籼稻花粉培养力远低于糯稻。
芸苔属植物Brassica napus不同基因型的小
单核晚期
第一次有丝分裂后期
营养核 双核早期
生殖核
生殖核 双核中期
一般而言,单核期(第一次有丝 分裂前)对诱导反应最敏感,为
最佳培养期。
形成双核后,在合适的条件,主 要由营养细胞分裂产生胚状体。
不同物种诱导胚胎发生的最佳小孢子发育时期
发育时期 减数分裂期 四分孢子期 单核早中期 单核晚期 单核早期至晚期 单核早期至双核期 四分孢子期至双核 期
第七章 植物花药和花粉培养
植物单倍体培养方法:
• 花药培养、花粉培养 • 胚珠或子房培养(未受精)
植物花药/花粉培养历史
• Guha和Maheshwari (1964) 曼陀罗花药培养 • Nitsch 和 Norreel (1973) 烟草花粉培养(游离小孢子培养) Chu
(1973)小麦花粉培养 (早期花药培养主要依靠小孢子的自然胚胎发生产生单倍体,能自
时间后再接种。应用较多。处理温度一般在1-14℃,时间从几小时 至几十天不等。不同作物所用的预处理温度及时间差异较大。不同 的处理温度需要不同的时间。 例子:小麦穗子培养前4℃预处理几天,花药培养效率显著提高。
十字花科未经低温预处理的花蕾,每花药产胚数为4.39个,69℃处理1天,产胚数提高到61.4个,预处理4天后,胚状体产量降为 10.47个。
(二)白化苗的控制
通过对花粉发育时期、预处理、培养基成分等因素进行调控。
四、影响雄核发育和花粉花药培养的因素
(一)基因型
植物基因型是影响雄核发育的最重要的因素之一。同一物种 中的不同基因型对小孢子离体诱导反应差异较大。
如在水稻中,籼稻花粉培养力远低于糯稻。
芸苔属植物Brassica napus不同基因型的小
单核晚期
第一次有丝分裂后期
营养核 双核早期
生殖核
生殖核 双核中期
一般而言,单核期(第一次有丝 分裂前)对诱导反应最敏感,为
最佳培养期。
形成双核后,在合适的条件,主 要由营养细胞分裂产生胚状体。
不同物种诱导胚胎发生的最佳小孢子发育时期
发育时期 减数分裂期 四分孢子期 单核早中期 单核晚期 单核早期至晚期 单核早期至双核期 四分孢子期至双核 期
第七章 植物花药和花粉培养
植物单倍体培养方法:
• 花药培养、花粉培养 • 胚珠或子房培养(未受精)
植物花药/花粉培养历史
• Guha和Maheshwari (1964) 曼陀罗花药培养 • Nitsch 和 Norreel (1973) 烟草花粉培养(游离小孢子培养) Chu
(1973)小麦花粉培养 (早期花药培养主要依靠小孢子的自然胚胎发生产生单倍体,能自
花药培养和花粉培养PPT课件
取下花蕾(镜检)
取花药
预培养数天
分离 花粉
药壁向花粉提供营养物质
过滤离心
通过药壁吸收、贮存和转化培养基中的外源物质
第34页/共44页
接种 再生
二、培养基
1. 基本培养基 2. 激素种类和浓度 3. 蔗糖浓度
第35页/共44页
1、基本培养基
MS和H培养基:适合双子叶植物花药培养 B5培养基:适合豆科和十字花科花药培养 N6培养基:适合禾谷类作物的花药培养
朱至清等(1990)报道在过滤灭菌的条件下,若以0.21 mg/L葡 萄糖取代液体培养基中同等浓度的蔗糖,小麦花粉胚的诱导 频率可增加2~10倍。 一般说来,高蔗糖浓度可以抑制体细胞的生长而对花粉的生 长无妨碍。 最适蔗糖浓度: ✓ 烟草的为3% ✓ 水稻为3%~6% ✓ 玉米则为12%~15%
第22页/共44页
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思考题
花药培养的研究意义 花药培养方法
第42页/共44页
谢谢观看!
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感谢您的观看。
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花药培养简史
1964年:印度学者古哈(Guha)和马斯瓦瑞 (Maheswari ) 将南洋金花花药培养发育成胚 1967年:包金(Bourgin)和尼奇(Nitsch)花药培养获得烟草植 株 1973年:我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株 目前:许多农作物及经济植物通过花粉培养都能诱导成植 株
MS + IAA4mg/L + BA2mg/L + KT2mg/L +蔗糖30g+琼 脂7g/L
增殖培养基 MS + GA1mg/L+ IBA0.2mg/L + BA1mg/L+ 蔗糖30g + 琼脂7g/L 生根培养基 1/2MS + IBA0.2mg/L + 活性炭3g/L + 蔗糖 20g + 琼脂7g/L
植物花粉花药培养ppt课件
Figure - P-pollen with two identical nuclei.
Figure - Wheat p-pollen in vivo showing several nuclei similar to multicellular structures in vitro.
离体小孢子发育途径〔雄核发育,Androgenesis〕: A途径:小孢子第一次不均等分裂。 根据第二次及以后的分裂不同又分为: A-V:营养核分裂; A-G:生殖核分裂; A-VG:营养和生殖核均分裂; C:分裂中出现交融加倍等景象等。 B途径:小孢子第一次均等分裂 构成大小类似的细胞,然后有单一类细胞组成多核 花粉细胞。
鉴定方法:
〔1〕染色体直接技术法:需对根尖或茎 尖细胞染色体进展显微察看鉴定。
〔2〕间接鉴定法:植株形状鉴定、细胞 形状鉴定、流式细胞仪鉴定、高低温胁迫 鉴定、杂交鉴定、分子标志鉴定等。
〔二〕花粉培育:花粉培育是将花粉从花 药中分别出来成为分散的或游离的形状, 经过培育使花粉启动脱分化,进而发育成 完好植株的一种技术,易获得单倍体植株。
1.资料的预处置:
花粉培育中资料的预处置方法有黑暗处置、 光照处置、高渗处置〔蔗糖、甘露醇等〕、药 物处置〔秋水仙素、乙稀利、EMS等〕、温度 处置以及射线处置〔r射线〕等。
温度处置又包括低温处置和高温处置,接种 前的处置和接种后的处置等,采用较多的方式 是把取来的资料放在冰箱里3—10 0C下进展 1—15天的低温处置。也常采用接种后预处置 的方法。
〔一〕花药培育:Anther culture is the process of using anthers to culture haploid plantlets.
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Figure - P-pollen with two identical nuclei.
Figure - Wheat p-pollen in vivo showing several nuclei similar to multicellular structures in vitro.
离体小孢子发育途径(雄核发育,Androgenesis): A途径:小孢子第一次不均等分裂。 根据第二次及以后的分裂不同又分为: A-V:营养核分裂; A-G:生殖核分裂; A-VG:营养和生殖核均分裂; C:分裂中出现融合加倍等现象等。 B途径:小孢子第一次均等分裂 形成大小相似的细胞,然后有单一类细胞组成多核
(一)花药培养:Anther culture is the process of using anthers to culture haploid plantlets.
1、培养方式:
固体培养—液体培养 A.液体培养: B.双层培养: C.分步培养:型 MS、Miller、Nitsh、H、N6、W14等。
花粉细胞。
5.单倍体植株的加倍:
(1)自然加倍: 自发形成二倍体,愈伤组织途径较多发生。
(2)人工加倍: 利用秋水仙素等
化学药剂处理单倍体 植株加倍。使用浓度 0.0006%-3%,以0.2% 应用较普遍。
此外,抗微管形成的除草剂也可以用于染色
6.单倍体植株的倍性鉴定:
单倍体35.5%,二倍体53.4%,多倍体 5.2%
Figure - Synthetic model for androgenesis. Stress operating at two "changing points" can modify the normal development of pollen grain, that became competent for embryogenesis. This potential would be dependent on sporophytic information kept in the cytoplasm, which normally are eliminated at meiosis and at the uninucleated vacuolate stage of pollen grain.
鉴定方法:
(1)染色体直接技术法:需对根尖或茎 尖细胞染色体进行显微观察鉴定。
直接形成胚状体 (2)愈伤组织途径
形成愈伤组织然后分化出不定芽等器官, 最后发育成完整植株。
Figure - Segmentation pattern of in vitro wheat pollen observed from the 1st to 14th day of anther culture. The figure shows that a uninucleated microspore may degenerate before division, (a) or may give rise, by mitosis, to normal binucleated grain presenting vegetative and generative nuclei (b). Identical nuclei are formed in low frequency (c). The first mitotic division occurs at the 4th day of culture. The normal binucleated pollen may follow the normal in situ developmental pattern forming starch and then, degenerate (d). The second mitotic division takes place at the 6-8th and at the 10th day of culture. In the androgenetic pollen, the vegetative, generative or both nuclei are able to divide giving rise to an embryo (e, f, g). In pollen with identical nuclei, both cells contribute to androgenesis (h). Pollen degeneration can occur in any step of this process. At the 14th day, multicellular structures can be seen (i).
(2)激素及生长调节剂 早期要求生长素促进分裂, 后期细胞分裂 素促进花粉植株的形成。 (3)碳源及其他成分
高浓度蔗糖等,要求较低的铵态氮、氨 基酸等。
3.选择适宜的花粉发育时期:
醋酸洋红染色镜检花粉发育时期。 大多数植物以单核后期花粉适宜花药培 养。
4. 花粉植株的诱导: (1)胚状体途径
目前已在250多种植物中由花药或花粉培养 获得单倍体植株。
www.desicca.de/.../hauptteil_figure_85.html
花粉花药培养的技术应用:
(1)基础理论上研究的利用 (2)单倍体育种
A. 获得纯合二倍体; B. 缩短育种年限; C. 远缘杂种的培育; D. 与诱变育种结合获得新品种。
第六章 植物花粉花药培养
Rice androgenesis.
一、花粉及花药培养(Pollen Culture and Anther Culture)
离体条件下对植物的花粉或花药进行培养 获得单倍体植株的技术。
最早是在1964年由印度植物学家Guha 和 Maheshiwari在毛叶曼佗罗(Datura innoxia) 的花药培养中成功获得单倍体植株。