第八章 植物离体培养育种
植物组织培养第8章突变体的诱导与选择
百万到千万个植物细胞。 与种子、芽体比较，细胞水平突变重复性、稳定
性好。 离体筛选的意义：
对农作物形状进行遗传改良；为细胞杂交和转基 因技术提供选择标记，如互补选择；对突变体细 胞进行遗传及生理代谢研究。
突变是遗传变异性的终极来源，它为种群变异提 供原材料。是体现生物多样性和适应多变环境的 重要方式。
Chal effand carlson（1975）进行了高赖氨酸水 稻突变体筛选的研究，采用甲基磺酸乙酯，S（2-氨乙基）-半胱氨酸为选择因子，得到的突变 体中，蛋氨酸含量增加14%；游离天冬氨酸增加 17%；游离异亮氨酸和亮氨酸比野生种增加4～8倍。
Hibberd等（1987）用高浓度苏氨酸和赖氨酸为选 择剂，得到了抗这两种氨基酸的玉米突变体，在 愈伤组织中，其苏氨酸比正常细胞高6倍，在种子 中提高75～100倍。
4 抗逆突变体
耐盐突变体的筛选是通过在培养基中加入高盐浓度，甚至 海水来进行的。在盐浓度逐渐增加的条件下，诱导并筛选 出耐盐的细胞系。
Dix和Steet（1975）利用加入NaCl的液体培养基，培养辣 椒和烟草，结果得到一种可在含1%～2% NaCl条件下生存 的抗盐突变细胞株，培养几代在回到含盐培养基中，仍具 有抗盐性。在抗盐细胞中游离脯氨酸积累量增加，表明脯 氨酸与植物抗盐性的关系。
植物细胞工程目前分为五个分支： 脱毒与快速繁殖。 细胞的大量培养。 体细胞杂交。 细胞遗传转化及产生转基因植株。 无性系变异与分离突变体。
前两者主要利用遗传自动调节，本身遗传潜力进行繁 殖；
后三者则主要利用遗传变异，创建新种质。
离体筛选的优点： 离体筛选突变体的可控程度高，便于进行定向选
植物的胚胎培养
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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
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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。
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（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。
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(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。
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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
植物离体培养育种
药用植物育种
药用成分改良
通过离体培养技术改良药 用植物的化学成分和含量， 提高药效和品质。
抗性药用植物培育
培育具有抗病、抗虫、抗 逆等特性的药用植物品种， 提高药用植物的产量和品 质。
濒危药用植物保护
利用离体培养技术保存和 繁殖濒危药用植物种质资 源，保护生物多样性和中 药材资源。
THANKS
谢谢
通过植物克隆技术，可以快速繁殖珍稀濒危植物 和具有重要经济价值的植物资源。
03
CHAPTER
植物离体培养育种的应用
农业育种
抗逆性育种
通过离体培养技术筛选具有抗旱、耐盐、抗寒等特性的种质资源，培育适应不同环境条 件的农作物品种。
品质改良
利用离体培养技术改良农作物的品质特性，如蛋白质含量、脂肪含量、纤维长度等，提 高农产品的营养价值和加工性能。
珍稀濒危树种种质资源保护
利用离体培养技术保存和繁殖珍稀濒危树种种质资源，保护生物多 样性。
园艺育种
01
02
03
新品种培育
通过离体培养技术快速繁 殖和筛选具有优良性状的 观赏植物和果树品种，丰 富园艺植物的多样性。
品质改良
提高园艺植物的品质特性， 如花色、果形、口感等， 满足市场需求和观赏价值。
抗性改良
环保法规
新品种的培育和推广需符合环保法规，确保生态 安全。
未来发展前景
技术创新
随着生物技术的不断发展，植物离体培养育种技术有望取得突破性 进展。
应用领域拓展
植物离体培养育种在园艺、农业等领域具有广阔的应用前景，有望 培育出更多抗逆、优质、高产的植物新品种。
(第七章)第八章植物花药(花粉)培养
第四节
花药培养
（2）材料生理状态 花药供体植株的生理状态，对花粉愈伤组织的诱导 率有直接影响。 对水稻、小麦和大麦等禾本科植物而言，大田植株 比温室植株、主茎穗比分蘖穗花粉愈伤组织的诱导率都 明显的要高。不同季节接种的花药愈伤组织诱导率也有 显著变化，例如：水稻，早造比晚造接种的愈伤组织诱 导率要高；烟草，开花早期比开花晚期的花药可产生更 多的花粉植株；小麦，早期接种比晚期接种的材料愈伤 组织诱导率可提高2～3倍。说明供体植株的生态环境， 特别是温度和光周期可能对花粉发育及其对离体培养的 反应有重要影响。
第二节
花药和小孢子的发育
（以烟草花粉发育过程为例，说明被子植物花粉发 育过程，P222） 第一期：小孢子母细胞经减数分裂形成孢子四 分体，随胼胝质分解，4个小孢子分离。 第二期：小孢子为球形细胞，核大，有液泡， 挤核靠边（单核靠边期），期末细胞明显增大，细 胞壁特化，小孢子进行第一次花粉细胞有丝分裂 （不对称），形成2个不均等的细胞。 第三期：小孢子细胞中有2个核。 在离体培养条件下，花粉发育偏离正常发育途 径，第一次花粉细胞有丝分裂是对称的，结果形成 两个形态和体积相等的细胞，把此作为B型。
第四节
花药培养
2、材料预处理 对所取用的穗子或花蕾，进行低温、激素（生长 素）或其他方法预处理，能有效提高愈伤组织诱导 率和苗分化率。 （1）低温预处理： 一般是将材料置于冰箱5～10℃下冷藏一定时 间再接种。处理时间视不同植物而定，水稻在5～ 10℃时为5～8天，烟草在7～9℃时为7～14天。 同种植物不同品种的要求也有差异，需作试验比较 才能确定。
第四节
花药培养
3、材料灭菌： 取回的材料，在接种前必须进行表面灭菌。一 般方法是先用70～75%酒精擦洗穗子和花蕾的外 部苞叶，然后用0.1%升汞浸泡7～10分钟（水稻、 玉米等需剥取穗子浸入消毒液）或用饱和漂白粉溶 液浸泡10～20分钟以灭菌，最后用无菌水冲洗3～ 5次，供接种用。 材料灭菌是花药培养成功与否的一个重要环节， 此关不过，谈不上什么培养。
植物离体培养育种
抑制愈伤组织形成，促进芽的形成GA3
几种激素的配制方法
生长素 细胞分裂素 赤霉素
95%的酒精或0.1mol/L的NaOH或KOH
0.5或1mol/L的HCl+微热
溶于水，pH5.7但不稳定，用95%的酒精
生长周期短，繁殖率高
植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。
管理方便，利于工厂化生产和自动化控制
技术用途
快繁：人工种子、茎尖培养 脱毒：微芽嫁接、茎尖培养 克服杂交不亲和：花药培养、细胞 融合 种质资源保存和交换：愈伤组织培养、茎尖培养
愈伤组织（Callus）：
原指植物在受伤后，于伤口表面形成的一团薄壁细胞。 在组织培养中，指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。
01
组织培养的类型
按培养过程：初代培养、继代培养
按培养方法：固体培养、液体培养、看护培养、微室培养、包埋培养等
外植体（Explants）
初代培养（Primary culture）
目前国际上流行的培养基及特点
01
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White培养基 是1943年由White为培养番茄根尖而设计的。1963年又作了改良，称作White改良培养基，提高了MsSO4的浓度和增加了硼素。其特点是无机机盐数量较低，适于生根培养。 N6培养基 是1974年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的。其特点是成分较简单，KNO3和（NH4）2SO4含量高。在国内已广泛应用于小麦、水稻及其他植物的花药培养和其他组织培养。 KM—8P培养基 它是1974年为原生质体培养而设计的。其特点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛用于原生质融合的培养。
植物组织培养实验离体培养技术
植物组织培养实验离体培养技术植物组织培养实验离体培养技术是一种在无菌条件下，通过分离和培养植物细胞、组织和器官，使其在人工培养基上生长和发育的方法。
该技术可用于繁殖、育种、细胞学和分子生物学等方面的研究。
下面将介绍植物组织培养实验离体培养技术的步骤和应用。
一、实验步骤1. 消毒处理：将实验所需的工具、试剂、培养基等进行消毒处理，以保证实验的无菌条件。
2. 材料准备：准备植物材料，根据实验需要选择适合的植物种子、芽、茎段或叶片等。
3. 材料表面消毒：使用适当的消毒剂对植物材料进行表面消毒，以杀灭携带在材料表面的细菌、真菌等微生物。
4. 组织分离：将消毒后的植物材料进行切割、研磨等处理，将细胞、组织分离出来。
5. 培养基制备：根据实验需求，配置适当的培养基，包括基础培养基、激素、糖等成分。
6. 培养条件控制：将分离的植物细胞、组织置于培养基中，控制适宜的温度、光照、湿度等条件，促进细胞分化和生长发育。
7. 培养周期管理：定期更换培养基，检查细胞、组织的生长情况，及时调整培养条件，防止细菌、真菌污染。
二、技术应用1. 植物繁殖：通过植物体外培养技术，可以快速大量繁殖植物种子、芽、茎段等，加快繁殖速度，扩大繁殖规模。
2. 植物育种：利用离体培养技术，可以进行杂交、选择、突变等方法，对植物进行育种改良，获得对病虫害抗性强、产量高的新品种。
3. 细胞学研究：通过离体培养技术，可以对植物细胞进行融合和遗传转化等技术操作，从而探究细胞的形态、结构、代谢等方面的基本规律。
4. 分子生物学研究：离体培养技术可用于植物基因工程研究，如构建转基因植物、表达外源蛋白等。
5. 植物营养生理研究：通过离体培养技术，可以灵活控制培养基的成分，从而研究植物的营养需求、代谢物的合成和转运等问题。
6. 药物生产：某些药用植物可通过离体培养技术进行规模化生产，如对黄连、黄芩等中草药的快速繁殖和有效成分的提取。
总结起来，植物组织培养实验离体培养技术是一种重要的生物学研究方法，应用广泛且前景广阔。
第8章 倍性育种
（四）异质体（异种、属细胞质-核替代系） 木原均等（1962）报道：普通小麦的细胞质被尾 状山羊草的细胞质代替的一个系，其后代产生单倍体的频 率为1.75%。
（五）孪生苗（双生苗）
一粒种子上长出的2株或多株苗称为孪生苗（双胚
苗）或多胚苗。被子植物中少数属如柑橘属中常常出现 双胚或多胚现象。双胚种子长成的双生苗中有单倍体， 其出现的频率较单生苗高。我国在水稻、苎麻、亚麻中 均发现双胚苗、多胚苗类型，能够出现单倍体。
体形式存在。
异源多倍体大多数是异源四倍体或异源六倍体，少数为更
高倍数的多倍体。作物中的多倍体有：陆地棉
（G.hirsutum）、烟草（N.tabacum）、普通小麦 （T.aestivum）、普通燕麦（A.satiua）、草莓 （F.grandiflora）、甘蔗（S.officinarum）等。
倍半二倍体：是一种异源多倍体的奇数染色 体数目变异，其染色体数目是个体或细胞含 有其中一个亲本的全部染色体，另一个亲本 的半数染色体； 双二倍体：指具有不同染色体组各二套的异 源多倍体。普通小麦为二粒系小麦和山羊草 的双二倍体，人工获得的小黑麦（Triticale） 是小麦与黑麦的双二倍体。
同源多倍体： 多倍体中染色体组来源相同，如 四倍体水 稻 AAAA ， 2n=4X=48 ，四倍体黑麦 RRRR ， 2n=4X=28 ； 同源多倍体的一个显著特征是植株、器官和细 胞的 “ 巨大性 ” , 其某些代谢物的含量也较高。
低，但降低的程度因基因型的不同有较大的差异，
奇倍数的同源多倍体育性更低，如同源三倍体一般
是高度不育的。不育的原因主要是由于减数分裂时
形成多价体导致染色体的行为不正常，从而形成不 育的配子，同时也受到环境的影响。
植物离体培养的名词解释
植物离体培养的名词解释植物离体培养是一种通过将植物的细胞、组织或器官分离出来，并在无菌条件下培养和繁殖的技术。
它广泛应用于不同领域，如农业、园艺、医药和基础研究。
本文将从植物离体培养的流程、应用领域以及相关技术创新几个方面对植物离体培养进行解释。
首先，植物离体培养的流程包括三个关键步骤：组织分离、营养培养和再生器官的形成。
组织分离通常通过优选出健康、生长迅速的植物组织，如幼嫩叶片、茎尖或种子胚等。
然后，将这些组织分离出来，消毒处理，并转移到无菌培养基上。
培养基是经精确配方调制，含有适当营养物质和生长调节剂的培养基质。
在培养基中，组织将得到营养供应，并通过适当的温度、湿度和光照条件来促进其细胞分裂和扩增。
最后，通过调整培养基中营养物质和激素的含量，可以诱导植物再生器官的形成，如根、茎、叶或花。
植物离体培养在众多领域中具有广泛的应用。
在农业中，它可以用于快速繁殖和选育优良的植物品种。
通过培养和分离植物的组织或细胞，可以大大加快繁殖和育种的速度，避免了传统繁殖方法中的生物限制，并且可以在短时间内获得大量的幼苗或种子。
此外，植物离体培养还可以用于研究植物的生理、遗传、代谢和抗逆性等方面。
通过调控培养基中的成分和激素含量，可以模拟植物在不同环境条件下的响应，从而揭示植物的生长发育机制，为植物改良和遗传工程提供理论基础。
近年来，植物离体培养技术取得了一系列的突破和创新。
首先，通过应用基因编辑技术，如CRISPR/Cas9等，可以针对植物基因组中的特定位点进行定点编辑，从而实现植物基因的精确调控和功能研究。
其次，利用离体培养技术结合植物激素的调控，可以实现非传统植物繁殖途径的建立，如无性繁殖和植株重组。
这不仅为植物繁殖的多样性提供了新的途径，也为保护濒危植物和利用植物基因资源提供了新的手段。
此外，离体培养技术还可以与其他生物技术相结合，如细胞工程、分子标记和组织培养等，形成多层次的研究方法，更好地解析和应用植物的基因组信息。
福建农林大学-研究生复试-作物育种学-第8章-远缘杂交与倍性育种
第8章远缘杂交与倍性育种要求：熟悉远缘杂交的概念，了解克服远缘杂交困难的基本方法。
了解多倍体的来源及特点，多倍体产生的途径，多倍体育种的基本步骤。
掌握单倍体产生的途径，单倍体的鉴定及育种步骤。
内容：一、远缘杂交（一）远缘杂交的作用（二）远缘杂交障碍克服及后代选择二、倍性育种（一）多倍体育种（二）单倍体育种⏹一、远缘杂交（一）远缘杂交的作用1、远缘杂交的概念不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的有性杂交属间杂交：水稻×玉米；水稻×竹子；水稻×李氏禾；玉米×高粱；小麦×大麦；小麦×黑麦种间杂交：陆地棉×海岛棉；普通小麦×硬粒小麦；甘蓝型油菜×白菜型油菜。
⏹远缘杂交的主要特征是生殖隔离从育种的角度出发，栽培作物与其野生种的杂交、种内亚种杂交以及不同生态型间的杂交，也属远缘杂交。
但一般不存在严重的生殖隔离，因此，特称为亚远缘杂交。
如栽培稻×野生稻，籼稻×粳稻、冬小麦×春小麦等。
⏹2、远缘杂交的作用（1）有利基因转移。
将异源种属植物有利性状引入栽培作物品种，提高抗逆、抗病性，培育新品种或创造新材料。
普通小麦×长穗偃麦草（抗条锈病）（2n=42）[1956]↓小偃6号[1979]高产、优质、抗条锈病、抗逆（耐干热风）推广面积近70万hm2。
更重要的是小偃6号已成为我国小麦育种的骨干亲本（长达15年以上），其衍生品种达50多个，累计推广3亿多亩，增产小麦150亿多斤。
⏹小偃6号：20年磨一剑小偃6号的耐干热风特性是这样发现的。
当时，小麦成熟前连续40天阴雨，6月14日天气突然暴晴，一天中几乎所有的小麦都青干了，除小偃6号的祖父（小偃55－6）和长穗偃麦草仍保持着金黄颜色外，其他材料全部青干，这个材料经过两次杂交，育成了小偃6号。
2006年度唯一获得国家最高科学技术奖的科学家。
竹稻：30年磨一剑广东梅洲市农校远缘杂交在一定程度上打破物种之间界限，促进不同物种的基因交流。
(林木育种学)第八章林木生物技术
（二）细胞培养与融合
1 原生质体分离
①材料的选择
②材料的预处理 预培养法 暗处理法 药物及添加物处理法 萎蔫处理法 更新培养基法
③原生质体分离
④原生质体的收集与纯化
⑤原生质体活力鉴定
3 原生质体培养
1）原生质体培养方法 液体浅层静止法 固体培养法 饲养法
2）原生质体培养基 KM、KM8P、V-KM等
3目的基因转化 1）农杆菌介导基因转化法 2）PEG转化法 3）电穿孔法（电激法） 4）基因枪法 5）花粉管通道导入法
4转化细胞的筛选与转基因植株鉴定 1）通过检测标记基因或报告基因： 标记基因：nptⅡ基因（新霉素磷酸转移酶基因）、amp（氨苄青霉素
抗性基因）、hyg（潮霉素磷转移酶基因）等。 报告基因：gus基因（B-葡萄糖苷酶基因）、luc（绿色荧光蛋白基因）、
3突变细胞的筛选方法
1）直接选择法：是指新的突变表型在选择条件下能够优先生长，或预期从 感官上可以测定其它可见的差异。可分为正选择和负选择两种方式。
正选择：指在培养基中加入某种对正常细胞有毒害的化合物，使正常细胞不 能生长而只有突变体才能生长，从而筛选出细胞突变体。
负选择：指用特定培养基使突变体细胞处于不能生长状态，而非突变细胞却 可以正常生长，然后用汰选剂淘汰正常生长细胞，最后使突变细胞恢复生长并 分离出来。
缘种B. campestris杂交、回交后代的育性，结果发现杂种花粉的育性超
过90%，且有42%左右的植株抗除草剂等。
三 分子标记辅助育种 1 DNA遗传标记的特点：
数量极多； 遗传上稳定； 排除了环境差异。
2 DNA遗传标记的应用
构建遗传图谱； 分析亲缘关系； 定位目的性状； 分子标记辅助选择； 种质资源及杂种后代的鉴定。
园艺植物育种学(9.13)--植物离体培养育种
第八章 植物离体培养育种一、名词解释1.植物离体培养：即广义的植物组织培养（Plant tissue culture），是指通过无菌操作，将植物的组织、器官、细胞以及原生质体等接种于人工配制的培养基上在人工控制的环境条件下进行培养，以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。
2．组织培养：以植物各部分组织为外植体的离体培养技术。
如分生组织、形成层组织、表皮组织、薄壁组织等。
3.器官培养：以植物的某一器官的全部或部分或器官原基作为外植体的离体培养技术。
如根尖、茎尖、茎段、叶片等。
4.花粉培养：指以未成熟花粉作为外植体的离体培养技术。
又称游离小孢子培养。
5.花药培养：指以未成熟花药作为外植体的离体培养技术。
6.单倍体植物：指具有配子染色体数的植物。
7.细胞培养：指以能保持较好分散性的单细胞或很小的细胞团作为外植体的离体培养技术。
8.原生质体培养：指以除去细胞壁而获得的原生质体作为外植体的离体培养技术。
9.体细胞杂交：指使不同的原生质体相互融合形成杂种细胞，再经过人工培养诱导杂种细胞分化形成植株的过程。
二、问答题1.植物离体培养有哪些主要类型？（1）胚胎培养 （embryo culture）（2）组织培养（tissue culture）（3）器官培养（organ culture）（4）花粉培养与花药培养（pollen and anther culture）（5）细胞培养（cell culture）（6）原生质体培养（protoplast culture）2.试述植物离体培养技术在园艺植物育种上的应用。
（1）扩大变异范围；（2）克服远缘杂交的一些障碍；（3）获得体细胞杂种；（4）倍性控制；（5）突变的诱导和立题选择；（6）加速亲本材料的纯化；（7）快速无性繁殖；（8）获得脱毒苗；（9）种质资源的试管保存；（10）可作为外源基因转化的受体系统。
3.试述植物组织培养的步骤和方法。
（1）无菌培养的建立（2）营养繁殖体的增殖（3）生根（4）试管苗移栽大田4. 简述单倍体在园艺植物育种上的应用。
园艺植物离体培养
（0721）《园艺植物离体培养》网上作业名词解释1．外植体用于组织培养（离体培养）的植物材料，如根、茎、叶、花药、胚珠等。
2．离体培养指从植物体分离符合需要的组织，器官或细胞（包括去壁后的原生质体、离开花药的花粉细胞等）等作为外植体，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养，以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。
3．不定芽在植物离体培养中，由外植体脱分化形成愈伤组织，继而形成一些分生细胞，分化形成一些芽丛，这些芽即是不定芽。
4．细胞全能性一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息，植物细胞在适宜条件下具有发育成完整植株的潜在能力。
5．胞质杂种所谓胞质杂种（Cybrid）是指一个物种的细胞质（不包括核基因组）基因与另一个物种的细胞质和胞核基因融合为一体的体细胞杂种产物。
6．继代培养组织培养中，培养物培养一段时间后，为了防止培养的细胞团老化，或培养基养分利用完而造成营养不良及代谢物过多积累毒害等的影响，要及时将其转接到新鲜培养基中进行培养。
7．胚状体所谓胚状体（embryoid）：指在组织和细胞培养中产生的在形态结构上与合子胚相类似的结构。
对称体细胞胚（Somatic embryo），简称体胚。
8．原生质体培养原生质体就是除去细胞壁后的裸露细胞，经分离纯化的原生质体作为外植体，在适当的培养基和培养条件下进行组织培养的方法。
9.体细胞杂交体细胞杂交（Somatic hybridisation），或称原生质体融合，是以植物体细胞原生质体为亲本进行融合而获得杂种后代的一种细胞工程技术10. 愈伤组织培养答：是一团没有分化的可以持续旺盛分裂的细胞团，是组织培养过程中经常出现的一种组织形态。
有致密和疏松两类之分。
11. 单倍体育种答：通过花药或花粉培养获得的单倍体植株，经过秋水仙素等加倍成纯合二倍体。
12. 灭菌答：组织培养中，器皿和培养基可以分别采用干热灭菌和湿热灭菌。
作物育种学刘裕强第八章远缘杂交育种
• ••（二）克服远缘杂交不亲和性的方法
（1）亲本选择与组配
a 广泛测交与正反交筛选 b 以栽培种为母本 c 以染色体数目多的物种作母本
（6）植物组织培养：
柱头嫁接技术
试管受精
子房受精：
体细胞杂交
•
•体细胞融合培育远缘杂种
•
• 二、杂种夭亡、不育及其克服方法
•不同种、属植物间杂交，有时虽能完成受精作用，形成合子 ，但受精不完全，主要有：
• （1）精子能与卵核结合，但不能和极核结合 形成胚乳，或胚乳发育不正常，胚和胚乳发育 不同步等，因而不能获得杂交种子；
如小麦（2n=42)与黑麦(2n=14) 甘蓝型油菜（2n=38）与白菜型油菜（2n＝20） d 杂种为母本
（2）染色体预先加倍法：染色体数目少的亲本人工加倍
（3）桥梁（媒介）法
（4）特殊的授粉方法 ：混合授粉、重复授粉、提前或延迟授粉、射线处理（5） （5）外源激素处理：调节雌、雄性器官生理状态（如生长素、GA、维生素）
育性减退 异源染色体可能伴有不良性状 不能用于生产，但可用于创造异替换系和易位系
•
•附加系染色体鉴定
•
（2）异置换系：物种的一对或几对染色体被另一物种的染色体所取代 来源：由附加系（2n+1）与单体（2n-1）杂交再自交得到 染色体的代换通常在部分同源染色体间进行 （如普通小麦的4D与长穗偃麦草的 4E） （部分同源染色体在基因剂量、位置、DNA序列有很大差异，差异程度 因不同染色体而异，它们在功能上有一定补偿能力） 特性：染色体数目未变 细胞学和遗传学上都比相应的附加系稳定 有时可在生产上直接利用
植物离体胚培养知识点总结
植物离体胚培养知识点总结一、什么是植物离体胚培养。
植物离体胚培养呢，就是把植物的胚从母体上分离出来，放在人工配制的培养基上进行培养的一种技术。
这就好比把一个小婴儿从妈妈身边带走，然后由我们精心照顾它长大。
这个胚呀，就像是植物的小胚胎，里面包含着植物生长发育的所有潜力呢。
二、为什么要进行植物离体胚培养。
1. 拯救濒危植物。
有些植物都快灭绝啦，这个时候离体胚培养就像救星一样。
比如说一些珍稀的兰花品种，它们在野外的生存环境遭到了严重破坏，数量越来越少。
我们就可以把它们的胚取出来培养，让它们能够继续繁衍下去，不至于从地球上消失不见。
这就像是在做一件超级伟大的拯救生命的事情。
2. 植物育种。
在育种方面，它也特别有用。
比如说我们想要培育出一种抗病虫害特别强，而且产量又高的小麦品种。
我们就可以通过离体胚培养，把不同品种小麦的优良基因组合在一起。
这个过程就像是给植物安排一场超级约会，让它们的基因相互结合，生出更好的“宝宝”来。
三、植物离体胚培养的培养基。
1. 基本成分。
培养基就像是胚的小饭桌，上面要有各种营养成分。
最基本的有大量元素，像氮、磷、钾这些，它们就像是主食一样，给胚提供能量。
还有微量元素，虽然量很少，但是缺了它们可不行，就像调料一样，少了味道就不对了。
另外，还有维生素呢，这就像是给胚吃的小保健品，让它更健康地成长。
2. 特殊添加物。
有时候，我们还得给培养基里加点特殊的东西。
比如说植物生长调节剂，像生长素和细胞分裂素。
生长素就像是个小指挥官，指挥着胚的细胞伸长，让胚能够长得更高更大。
细胞分裂素呢，就像是个激励者，让细胞不断分裂，这样胚就能长得更繁茂啦。
四、植物离体胚培养的过程。
1. 胚的获取。
获取胚的时候，那可得小心啦。
就像从宝贝盒子里取一件超级珍贵的东西一样。
我们要根据植物的种类和胚的发育阶段，选择合适的方法把胚取出来。
有时候胚还很小很小，我们就得用很精细的工具，就像做手术的小镊子一样，轻轻把它分离出来。
植物的离体繁殖与培养技术
便于规模化生 产：离体繁殖 技术可以实现 规模化生产， 提高生产效率。
离体繁殖技术对 植物生长环境的 依赖性较高，需 要严格控制温度、 湿度、光照等环
境因素。
离体繁殖技术 需要大量的营 养物质和生长 调节剂，成本
较高。
离体繁殖技术 需要较高的技 术水平和管理 经验，操作复 杂，不易掌握。
离体繁殖技术 可能对植物的 遗传性和基因 表达产生影响， 导致植物变异 或遗传不稳定。
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汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
定义：在人工控 制的条件下，将 植物的离体器官、 组织或细胞培养 成植株的技术。
原理：利用植物现 植物的快速繁殖。
药用植物离体繁殖：利用植物组织培养技术，快速繁殖珍稀、濒危药用植物，提高产 量和质量。
药用植物种质资源保存：通过离体繁殖技术，长期保存珍稀、濒危药用植物种质资 源，为后续研究和开发提供基础。
药用植物次生代谢产物生产：利用离体繁殖技术，调控药用植物生长过程，提高次生 代谢产物的含量，为药物研发提供原料。
实验材料：选择健康的红豆杉 植株
实验方法：采用组织培养技术 进行离体繁殖
实验结果：成功诱导出愈伤组 织，并分化出幼苗
结论：红豆杉离体繁殖技术是 一种有效的繁殖手段，可实现 种质资源的快速繁殖和保存
紫锥菊的离体繁殖：通过建立无菌体系和诱导愈伤组织，实现快速繁殖。 丹参的离体培养：通过优化培养基和培养条件，提高丹参酮产量。 石斛的离体繁殖：利用组织培养技术，实现铁皮石斛等名贵石斛的快速繁殖。 紫草的离体培养：通过建立无菌体系和诱导愈伤组织，实现紫草素的工业化生产。
《园艺植物育种学》教学大纲
《园艺植物育种学》教学大纲课程名称：园艺植物育种学课程类型：范围选修课学时：48（3 学分）适用对象：园艺专业先修课程：遗传学一、课程性质、目的与任务以及对先开课程的要求《园艺植物育种学》是园艺专业重要的专业课，是园艺学科重要构成要素之一，在园艺专业教学体系、课程设置中占有十分重要的地位。
通过本课程的学习，要求学生在掌握植物生理学、生物化学与遗传学基本理论的基础上，学习掌握园艺植物种质资源概念、收集、保存、研究及利用的原理和方法；学习掌握杂交育种、诱变育种、引种、选种、倍性育种以及现代生物技术育种的基本原理和技术，使学生学会综合运用遗传育种的理论知识和技术手段，对园艺植物进行有效的遗传改良，从而为园艺植物生产提供优良的新品种。
二、教学重点及难点1、教学重点：育种目标、育种途径（查、引、选、育）2、教学难点：选择方法、杂种优势育种三、与其他课程关系植物生理学、生物化学与遗传学为本门课程的基础，园艺植物良种繁育学为本课的后续课程，果树栽培学、蔬菜栽培学及花卉栽培学与本课程紧密相关。
四、教学内容、学时分配及基本要求绪论（1 学时）基本要求：掌握园艺植物育种学的概念、品种的特性及良种的作用，明确园艺植物育种学的任务与发展趋势。
重点：掌握园艺植物育种学、品种的概念及品种与植物学上种、亚种、变种等概念的关系。
一、园艺植物育种学的概念和任务二、品种的概念与作用三、园艺植物育种学的历史、成就与发展趋势第一章育种目标及育种途径（2 学时）基本要求：掌握园艺植物的育种目标和育种途径的概念，育种目标内容及制定原则，理解育种目标与育种途径的关系。
重点：育种目标的内容及其制定原则、育种途径与育种目标的关系难点：育种目标与目标性状的关系1、现代园艺植物育种的主要目标及其特点2、园艺植物育种的主要目标性状3、制定育种目标的主要原则4、园艺植物育种途径第二章园艺植物的种质资源（2 学时）基本要求：掌握种质、种质资源的概念、种质资源的工作内容和园艺植物的繁殖方式、品种类型及育种特点，充分认识种质资源的重要性及其保护的迫切性，了解国内外种质资源的工作概况、作物起源中心论以及起源于我国的园艺植物种质资源。
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细胞工程：是以细胞为基本单位在离体
条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某 些生物学特性按照人们的意愿发生改变， 从而改良生物品种和创造新种，或加速繁 育动植物个体或获得有用物质的过程。细 胞工程包括的内容有细胞融合技术、组织 培养技术、细胞器移植技术和染色体工程 技术。
酶工程：指利用酶、细胞和细胞器所具
花药和花粉培养技术
花药培养
材料的选取 材料灭菌 接种培养 再生单倍体植株
花粉培养: 影响花药及花粉培养的因素
花粉培养
花粉的分离
机械分离法 自然散落法
花粉的培养
浅层液体培养法 看护培养法
影响花药及花粉培养的因素
供体植株的基因型 培养基 小孢子发育阶段 供体植株的生理状态及培养前的预处理 培养方式
荧光素双醋酸盐（FDA） 酚藏花红 Evans blue(Evans 蓝）
植板率的测定：
植板率：每个平板接种细胞总 数中形成细胞团的百分率
植板率=每平板形成的细胞团数/每平板 接种的细胞总数 ×100%
每平板接种的细胞总数=每毫升培养液中的 细胞数目X该平板细胞培养液的毫升数 每平板形成的细胞团数计数方法
第八章 植物离体培养育种
植物离体培养的概念与应用: 组织与器官培养: 花药和花粉培养与单倍体育种: 植物细胞培养及其突变体筛选: 原生质体培养与体细胞杂交:
植物离体培养的概念与应用
植物离体培养的概念： 植物离体培养的类型： 植物离体培养在园艺植物育种中的应用：
植物离体培养：即广义的植物组织培养，
植物生长调节剂
生长素：常用的有2,4 -D、NAA、IAA、IBA等 细胞分裂素：常用的有6-BA、KT、ZT等 赤霉素：GA3
有机成分
能量物质：常用2%~3%蔗糖 氨基酸：常用甘氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、精 氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬酰胺等 维生素：常用Vc、VB1、VB6、生物素、烟酸、 叶酸、肌醇等。
有的某些特异催化功能，借助生物反应器 和工艺过程来生产人类所需要的产品的一 种技术。
发酵工程：指给微生物提供最适宜的生
长条件，利用微生物的某种特定的功能， 通过现代化工程技术手段生产人类需要的 产品。又称微生物工程。
生物化学工程：简称生化工程，是由
生物科学与化学工程相结合的交叉学科， 主要研究将生物技术的实验室研究成果转 化为生产力过程中的带有共性的工程技术 问题。
无菌操作
污染来源
培养基及玻璃器皿
无菌操作室、所用器械
外植体
材料的消毒
A消g毒NO剂3、的H种g类Cl：2、C酒a(精Cl等0)2、NaClO、H2O2、 消毒方法：材料修整——流水冲洗——药剂 消毒（常用75%乙醇浸渍30s —— 0.1%升汞 浸泡2~10min或2%~10% NaClO浸泡 10~30min——无菌蒸馏水冲洗3~5次）
培养条件
培养基 无菌操作 培养的环境条件
培养基
种类
固体培养基 液体培养基
营养成分 配方：常用的有MS、ER、B5、SH、HE等。 配制
洗涤 母液的配制 配制步骤
营养成分
无机成分
大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S等。 微量元素：Fe、Na、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I 等
有机成分
天然复合物：常用的有椰乳、酵母提取物、水 解酪蛋白等，还有番茄汁、黄瓜汁、橙汁、马铃 薯汁等。
低倍显微镜下直接计算 细胞团显影法
细胞突变体的筛选
培养的环境条件
光照：白色荧光灯，光强1000~5000Lx， 12~16hr，用自动定时器控制光照时间 温度：多为25±2℃ 湿度：
容器内湿度：100% 环境湿度：要求70%~80%
组织培养的步骤与方法
无菌培养的建立 营养繁殖体的增殖
诱导腋芽的发生 诱导产生不定芽 体细胞胚胎发生
生根 试管苗移栽大田
植物离体培养在园艺植物育种中的应用
扩大变异范围 克服远缘杂交的一些障碍 获得体细胞杂种 倍性控制 突变的诱导和离体选择 加速亲本材料的纯化 快速无性繁殖 获得脱毒苗 种质资源的试管保存 可作为外源基因转化的受体系统
组织与器官培养
实验室
无菌操作室 培养室 化学实验室、洗涤消毒室和细胞学实验室
培养条件 步骤与方法
是指通过无菌操作，将植物的组织、器官、 细胞以及原生质体等接种于人工配制的培 养基上，在人工控制的环境条件下进行培 养，以获得再生的完整植株和生产具有经 济价值的其他生物产品的一种技术。是现 代生物技术的一个重要组成部分。
生物技术（biotechnology、生物工程或生物 工艺学)：是指以生命科学为基础，利用生物 体系和工程原理创造新品种和生产生物制品 的综合性科学技术。
花药和花粉培养与单倍体育种
单倍体在植物育种上的重要性 花药和花粉培养技术 单倍体植株的染色体加倍
自然加倍 人工诱导加倍 从愈伤组织再生二倍体植株
单倍体在植物育种上的重要性
单倍体染色体加倍可获得纯合二倍体 有利于远缘杂交新类型的培育和稳定 与诱变育种相结合可加速育种进程 可作为外源基因转化的受体系统植物细胞培养及其突变体筛选
单细胞培养
单离细胞的方法： 单细胞培养方法： 培养细胞的密度及活力测定：
细胞突变体的筛选：
单离细胞的方法
• 物理方法 • 化学方法 • 酶法
单细胞培养方法
液体浅层培养 微滴培养 平板培养 看护培养 饲喂层培养 条件培养
培养细胞的密度及活力测定
起始培养的细胞密度：每毫升培养液 104~108个细胞 细胞活力测定：染色法
蛋白质工程：指利用生物技术手段对蛋
白质的DNA编码序列进行有目的的改造并 分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有 的、具有优良性质或适用于工业生产条件 的全新蛋白质的技术。
植物离体培养的类型（按外植体的种 类和培养目的来分）:
胚胎培养 组织培养 器官培养 花粉培养与花药培养 细胞培养 原生质体培养
外植体：在离体条件下，分 离下来进行培养的部分称为 外植体。
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程 生物化学工程 蛋白质工程
基因工程：就是将生物体的遗传物质（DNA）
取出进行体外操作，包括基因的分离、剪切、 拼接、组合，然后将其转入寄主细胞，外源 基因在寄主细胞内大量复制、表达，从而使 寄主具有新的遗传性。基因工程是按照人们 的预想重新设计生命。因为是遗传物质的重 新组合，所以也叫重组DNA工程