优选第六章园艺植物的染色体工程

优选第六章园艺植物的染色体 工程
第一节 园艺植物单倍体的制备
单倍体（haploid）是指体细胞中含有本物种配子体 （gametophyte）染色体数目的个体。制备园艺植物单倍 体一般采用离体诱导法从具有单倍染色体数的性器官获得 植株。其中，雄配子途径以雄性器官为外植体，经历雄核 发育（androgenesis）获得单倍体；而雌配子途径以雌性 器官及其相关结构为外植体，经雌核发育（gynogenesis） 获得单倍体植株。
第一次有丝分裂为均等分裂，B途径.
第一次有丝分裂为不均等分裂. A.途径（D. 自然萌发）
C途径，在第一次不均等分裂后，营养核、生殖核同时核内复制
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).
花粉植株的诱导： （1）胚状体途径
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药和花粉（小孢子）培养的主要因素
（1）供体植株基因型：植物属间、种间、品种间可能存在 一定的差异。
（2）小孢子发育时期：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。
小孢子第一次分裂为均等分裂（B途径）
形成大小相似的细胞，然后由单一类细胞形成多核花粉细 胞（途径Ⅰ)。
小孢子第一次分裂为不均等分裂(A途径)：根据第二次及以后 的分裂不同又分为
A-V途径（营养核分裂,途径Ⅱ）、A-G（生殖核分裂，途径 Ⅲ）、A-VG（营养和生殖核均分裂，途径Ⅳ）、
C（分裂中出现融合加倍等现象）途径等。
一、雄配子途径
采用花药或花粉培养 （或游离小孢子），即 离体培养花药和花粉 （小孢子），使小孢子 改变原来的配子体发育 途径，转向孢子体发育 途径，形成花粉胚或花 粉愈伤组织，最后形成 花粉植株，从中鉴定出 单倍体并加倍成纯合二 倍体。
离体条件下对植物的花粉或花药进
行培养（Pollen Culture and Anther Culture）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
B.过筛：把上述的花药残渣和花粉的混合液经·一定孔 径的不锈钢网或尼龙网过滤。花粉滤液注入离心管。
C.清洗：花粉药壁混合液置于100-1000转／分的速 度下离心1-5分钟，上清液再离心，最后悬浮花粉。密 度为104-105/ml。
（3）花粉培养方式：
直接培养法：不经预处理直接接种于培养基。
看护培养法：花药接种于培养基，上面放置一块 滤纸，花粉接种于滤纸上。
曼佗罗（Datura innoxia)的花药培
养中成功获得单倍体植株。 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。
1. 花药和花粉（小孢子）培养的基本程序:
外植体的选择----预处理----表面灭菌----接种---培养----再生植株-----单倍体鉴定----染色体加倍---获得纯合二倍体。
微室培养法:盖玻片上滴加一滴琼脂，花粉接种在 琼脂上，反向放置于凹型载玻片上。
2.雄核发育
在适宜离体培养的条件下，花粉（或小孢子）的发育 偏离活体时的正常发育而转向孢子体发育，经胚状体途 径或器官发生途径形成完整植株，称为雄核发育。
离体小孢子发育途径（雄核发育，Androgenesis）：
（1）材料的表面灭菌与无菌操作：
对花蕾进行表面灭菌，然后分离花药和花粉。
（2）花粉的分离与清洗：
花药漂浮培养自然释放法：把花药接种在液体培养基 上，花药漂浮于液体表面经1-7天的培养，药壁开裂， 花粉自然散落下来．及时将花药壁从培养瓶取出，留下 的花粉继续培养。
机械分离法
A.分离：把花药放在玻璃容器中，加入一定量适当浓 度的蔗糖溶液，加入适量液体培养基，用注射器内筒 轻轻挤压花药把花粉挤出来。或用磁力搅拌器把花药 搅裂使花粉散出来。
（3）供体植株的生理状态：受植株生长环境和生理年龄等 影响。如木本植物幼龄植株比老龄诱导率高；始花期和盛 花期比开花末期适宜；一二年生草本生长健壮且处于生殖 高峰期的花粉花药诱导率高。