第九章 单倍体的培养
第九章 单倍体的培养
花药培养技术 离体小孢子（花粉） 离体小孢子（花粉）培养
花药培养技术
培养方法 影响雄核发育的因子 雄核发育的途径 花粉胚或花粉愈伤组织的形成和花粉植株 的再生
培养方法
取材
在理想的情况下，用于花药或花粉培养的供体材料， 在理想的情况下，用于花药或花粉培养的供体材料，应当取 自幼年植株，随着供体植株年龄的增加， 自幼年植株，随着供体植株年龄的增加，花药对离体培养的 适应能力下降，并会出现各种不正常的现象。 适应能力下降，并会出现各种不正常的现象。
雄核发育的途径
单核小孢子进行一次均等分裂， A、单核小孢子进行一次均等分裂，形成两个等同的子细胞，这两个子 单核小孢子进行一次均等分裂 形成两个等同的子细胞， 细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体； 细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体； 单核小孢子先进行一次正常的非均等分裂， B、单核小孢子先进行一次正常的非均等分裂，然后通过营养细胞的进 一步分裂形成愈伤组织或胚状体； 一步分裂形成愈伤组织或胚状体； C、单核小孢子进行一次有丝分裂，营养核退化，而生殖核进一步发育 单核小孢子进行一次有丝分裂，营养核退化， 形成单倍体植株； 形成单倍体植株； 小孢子进行一次非均等的正常分裂， D、小孢子进行一次非均等的正常分裂，形成一个营养细胞和一个生殖 细胞。但在这种情况下， 细胞。但在这种情况下，两个细胞都进一步分裂并参与愈伤组织和胚状 体的形成。有时，由于二个核融合而导致非单倍体的形成。 体的形成。有时，由于二个核融合而导致非单倍体的形成。
花药、 花药、花粉培养
概说
花药花粉培养
是指花粉在营养培养基上改变其正常发育和机能（ 是指花粉在营养培养基上改变其正常发育和机能（即改变其沿配 子体发育的正常方向而沿孢子体途径发育），不经受精发生细胞 子体发育的正常方向而沿孢子体途径发育），不经受精发生细胞 ）， 分裂，而由单个花粉粒发育成完整植株的技术。 分裂，而由单个花粉粒发育成完整植株的技术。
第九章体外单倍体诱导和单倍体育种
低温预处理的作用机理，学者们提出以下
几点：
1）预处理引起花药、花粉内源激素发生变化，改变了 小孢子（花粉粒）第一次有丝分裂的轴向即纺锤体的 取向（正常发育时，两次有丝分裂形成三核花粉粒）， 由于细胞分裂面的改变，花粉粒的极性分化不起作用， 因而形成两个均等的细胞，这种均等的细胞分裂使花 粉朝着形成胚胎的方向发育，进而形成愈伤组织或胚 状体。
供试材料的遗传背景；供试材料的生理状 态；花粉的发育时期
选择花粉发育适宜时期（一般四分子期－单 核期）的花蕾。 镜检花粉发育时期，并根据发育时期与花蕾 大小、外观形态和颜色等的相关性，选择适 宜的花蕾。
2、材料预处理 取花粉发育适宜的花蕾进行预处理，低温处理一般在3-
5℃处理3-10天，高温处理一般在35℃处理1-3天。
第一节 植物小孢子发育过程
第一期，小孢子母细胞减数分裂形成四分体。 四分体的周围包裹着一层厚的胼胝质，随着胼 胝质的分解四个小孢子便分离开来； 第二期，单个小孢子继续发育。进行第一次花 粉细胞有丝分裂，分裂是不对称的，这种类型 的花粉粒称为A型；
第三期，小孢子发育形成成熟的花粉粒。标志： 细胞中明显出现两个核。
已有250多种植物花药培养成功。
目前，花药培养获得单倍体的技术途径已在禾本 科作物、茄科作物、十字花科作物的育种中广泛 应用。 花药培养的基本程序是： 外植体选择－外植体(花蕾)预处理－外植体消毒
－剥取花药－接种－诱导培养－分化培养
花药培养
花蕾预处理
柱头
花药 花丝 胚珠 子房 花托 花柱
1、材料的选择
胚状体再生特点
1、两极性，在其发生的最早阶段就具有根端和 芽端； 2、与外植体的维管束无直接联系，具有完整植 株的特点，在适宜的条件下可长成一个独立的
单 倍 体 培 养
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（四）影响单倍体培养的因素
1. 供体植株基因型与生理状态 基因型以十字花科为例，胚状体形成的容易顺序： 油菜类〉白菜类〉甘蓝类 生理状态：生长旺盛效果好，开花早期的花蕾容 易 2. 花粉发育时期
单核中期至单核晚期的花粉已形成花粉胚或花粉
愈伤组织，甜椒单核中期花粉的胚状体诱导率为
10.87 % ~ 29.11 %，而二核期花粉的胚状体诱
粉粒的液体培养基与琼脂（糖）培养基混合，
使花粉粒均匀分布在培养基中，在培养皿中铺
一个薄层，凝固后用封口膜密封进行培养。
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3.夹层培养
固体培养基+花粉悬浮液+未凝固培养液
4. 看护培养
Sharp（1972），将番茄完整的花药置于
固体培养基上，在花药上覆盖一张滤纸圆片，
用吸管吸取一滴花粉悬浮液滴在滤纸上进行培 养，利用了花药中游离成分，提高雄核发育诱 导率。
基因相互遮盖
3. 获得纯雄株等特殊育种材料
4. 选育自交系
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三、花药培养 （一）概述 花药培养属于器官培养范畴，一定发育时期 的花药在适当条件下可通过两种途径发育成单倍 体植株。 1. 胚发生途径 花粉---原胚---胚状体---单倍体植株 例如： 甜椒、茄子、大白菜、油菜 2. 不定器官发生途径 花粉---单倍体愈伤组织---诱导器官分化---单 倍体植株 花药培养存在的问题：培养过程中可能受到药 壁组织干扰，可能存在二倍体再生植株，需要进 行倍性鉴定。
花药切片显微观察
单核靠边期
四分体时期
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2. 灭菌及预处理
未开放的花蕾，常规灭菌后直接取出花药在
4~5℃条件下冷处理2~4d，易产生胚状体。
3. 接种
尽量不使花药损伤并去除花丝，排除二倍体 组织对单倍体植株再生的影响。
单倍体育种的过程
单倍体育种的过程
单倍体育种是一种重要的育种方法，通过单倍体技术可以大幅简化杂交育种的
过程，加速新品种的研发。
本文将介绍单倍体育种的过程，包括杂交、转单倍体、单倍体杂种优势等内容。
1. 杂交
单倍体育种的过程以杂交为起点。
一般而言，选取两个具有优良基因型的亲本
进行杂交，获得双倍体杂种。
在这个过程中，通过控制花期、人工授粉等技术手段，确保雄性和雌性花粉结合，产生具有父本和母本遗传信息的杂种。
2. 转单倍体
接下来的步骤是将双倍体杂种转化为单倍体。
这通常通过诱导杂种体细胞减数
分裂产生单倍体细胞，再通过愈伤组织培养和激素处理等技术手段，促使单倍体细胞再生成植株。
这一过程需要严密的实验操作和有效的培养技术支持。
3. 单倍体杂种优势
单倍体杂种有着独特的优势，主要表现在以下几个方面：
•遗传多样性：单倍体杂种具有更广泛的基因组组合，表现出更大的遗传多样性，有助于克服疾病、适应环境等方面的挑战。
•生长势旺盛：由于单倍体杂种中包含了不同亲本的基因，其生长势往往比同源双倍体要强，有助于提高作物产量。
•抗逆性强：单倍体杂种中相对更多的基因组组合有助于提高植株对逆境的抗性，包括抗病虫、耐旱涝等方面。
结语
单倍体育种是一种重要的育种方法，通过转单倍体的方式可以获得具有较强生
长势和抗逆性的新品种。
在实际应用中，单倍体育种需要高超的技术水平和精细的实验操作，但其带来的潜在收益和效益是巨大的。
随着技术的不断进步和完善，相信单倍体育种将在未来发挥更加重要的作用。
以上为单倍体育种的简要介绍，希望对读者有所启发和帮助。
单倍体细胞培养
六倍体(hexaploid)植物其haploid为triploid 如，普通小麦2n = 6x = 42， n = 3x = 21
八倍体(octoploid)植物其haploid为tetraploid 如，草莓 2n = 8x = 56 ，n = 4x = 28
单倍体植株特点：
单倍体含有本物种配子染色体数及其全套染色体组，也 就是有生活必需的全套基因，因此在适宜条件下，能正常 生长。但因为所含染色体仅是正常体细胞的一半，一般表 现为： ①一般比较矮小纤弱，各器官明显减小； ②雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代； ③染色体一经加倍，即得到纯合的正常植物体。
花药和花粉培养
※ B途径 小孢子 第一次有丝分裂为 均等分裂，形成大 小相近的两个细胞 。然后由这两细胞 连续分裂形成单倍 体植株，或者核融 合形成多倍体植株 。
花药和花粉培养
4、花药培养与花粉培养的异同点
– 培养目的相同，均获得小孢子植株。 – 花药培养属于器官培养；而花粉培养属于细胞 培养。 – 花粉培养没有药壁组织干扰，单倍体产量高。
2、花药或花粉培养在作物育种中的作用：
（1）缩短育种年限：常规育种需4-6年获得纯 系，而小孢子培养仅需1-2年。
供体植株 花粉培养 小孢子（N） 雄核发育
花粉植株 （N） 自然加倍 人工加倍 纯合植株 （2N）
一年内获得纯系
花药和花粉培养
（2）提高了目标基因型的选择效率
二倍体供体植株基因型为AaBb，若要从后代中选择基 因为AAbb的纯合单株
常规方法： AAbb出现的概率为1/16，并且不能将AAbb 与Aabb、aAbb区分开。
AB AB aB Ab ab AABB aABB AabB aAbB aB AaBB aaBB AabB aabB Ab AABb aABb AAbb aAbb ab AaBb aaBb Aabb aabb
单倍体细胞培养
饥饿处理改变了小孢子的配子体发育方向，启动雄核发育
4）花粉植株形态发生方式
胚状体发育途径
小孢子经历胚发生的各个阶段，最后子叶展开，形成花粉植 株
愈伤组织发育途径
小孢子分裂数次形成愈伤，再分化形成花粉植株。此途径产 生的植株会出现变异且倍性复杂
胚状体发育途径
烟草花药培养
部分花药通过胚状体途径形成小植株
单倍体细胞培养的途径
雌配子体培养（未受精 胚珠/子房培养） 花药培养 花粉培养
花药与花粉培养的主要内容
花药与花粉培养的方法
花粉及花药培养的用途
单倍体植株鉴定和染色体加倍
（一）花药与花粉培养的方法
概念 发展历史 花粉的起源及发育过程 花粉孢子体发育途径 花粉及花药培养方法 影响花药及花粉培养的因素
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）
花粉培养方式
平板培养：花粉置琼脂固化培养基上培养 液体培养：花粉悬浮在液体培养基中培养，需震荡，以利通 气 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 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 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 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
2 发展历史
1950年，Tulecke发现，某些裸子植物的部分成熟花粉粒，在特 定培养基上可以形成愈伤组织 1964年，Guha和Maheshwari 完成了曼陀罗花药培养，由花粉 获得单倍体植株 1973年，Chu等实现了小麦花粉培养 80年代后期到90年代期间，花培技术迅速发展。许多作物小孢 子培养已经成功 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 续成功 迄今已有23个科52属约300种高等植物花药培养获得成功，其 中包括水稻、大麦、油菜、小麦、玉米、大豆、橡胶、杨树、 苹果等
第九章 倍性育种
第九章倍性育种倍性育种是以人工诱发植物染色体数目发生变异后所产生的遗传效应为基础的育种技术。
目前最常用的是整倍体，其中有两种形式：多倍体育种：利用染色体数加倍。
单倍体育种：利用染色体数减半。
此外，在品种改良也可利用非整倍体（如单体、缺体、三体等），作为特殊的育种材料。
第一节多倍体育种一、多倍体的种类、起源及特点1.双倍体：含有孢子体染色体数的个体。
2.单倍体：含有配子体染色体数的个体。
3.染色体组：各种植物为了维持其生活机能的最低限度数目的一组染色体。
染色体基数：一个染色体组内的染色体数目。
如：稻属： X=12高粱属： X=10棉属： X=13小麦属： X=74. 一倍体：只含有一个染色体组的个体（ X ）。
二倍体：含有二个染色体组的个体（ 2X ）。
多倍体：体细胞染色体组三个或三个以上的生物体（如 3X 、 4X ¡¡）如二粒系小麦为 4 倍体，普通系小麦为6 倍体。
（二）多倍体的来源单倍体→二倍体→多倍体1、合子染色体数目加倍2、分生组织染色体加倍3、不减数配子的受精结合（三）多倍体的类别1、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。
２、异源多倍体：多倍体中染色体组来源不同，多为种属间杂种。
例：普通小麦是异源 6 倍体 AABBDD，2n=6X=42。
小黑麦有的是异源 8 倍体 AABBDDRR，2n=8X=56。
小黑麦有的是异源 6 倍体 AABBRR，2n=6X=42 。
二、人工诱导多倍体的途径（一）物理因素诱变温度激变机械损伤电离辐射非电离辐射离心力（二）化学因素诱导多倍体用秋水仙素、富民隆处理正在分裂的细胞。
（三）生物因素诱导胚乳培养体细胞杂交三.多倍体育种（一）多倍体的育种意义1.利用染色体加倍的剂量效应，增大作物的营养器官或果实。
单倍体育种原理
单倍体育种原理单倍体育种是指植物只有一个完整的染色体组，它们的细胞只有一个染色体组，通常用n表示，与我们人类的二倍体（2n）有所不同。
单倍体育种通常是通过杂交育种的方法培育出来的，它具有一些独特的特点和优势，下面我们来详细了解一下单倍体育种的原理。
首先，单倍体育种的原理是通过杂交育种来实现的。
杂交育种是指利用两个不同种属或种内不同亚种的植物进行杂交，通过遗传学原理来获得新的特性。
单倍体育种通常是通过将两个不同的单倍体植物进行杂交，得到新的单倍体植物的种子，然后通过培育和筛选，最终获得具有优良性状的单倍体育种。
其次，单倍体育种的原理是利用单倍体优势来提高植物的遗传变异。
单倍体植物与二倍体植物相比，由于只有一个染色体组，其遗传变异性更强，可以更容易地表现出一些隐性基因和随机变异的性状。
这样一来，就能够更容易地获得一些新的优良性状，从而提高植物的遗传改良效率。
另外，单倍体育种的原理还包括利用单倍体植物的雄性不育性。
许多单倍体植物具有雄性不育性，这意味着它们无法自我授粉，只能通过异交来繁殖。
这为育种工作提供了便利，可以更好地控制杂交的过程，从而更容易地培育出具有优良性状的新品种。
最后，单倍体育种的原理还涉及到对单倍体植物的遗传背景和染色体行为的深入研究。
只有深入了解单倍体植物的遗传特点和染色体行为，才能更好地利用单倍体育种的原理，培育出更多具有优良性状的新品种。
综上所述，单倍体育种的原理是通过杂交育种来实现的，利用单倍体优势提高植物的遗传变异，利用单倍体植物的雄性不育性以及对其遗传背景和染色体行为的深入研究，从而培育出更多具有优良性状的新品种。
这一原理的应用将为植物育种工作带来更多的可能性和机遇，为农业生产和生态环境的改善提供更多的选择和保障。
单倍体培养
• 单亲单倍体可能包含自己的女性或父本的基因组中。我们还通过杂交 野生型女性对GFP-tailswap作为花粉供体（表1）获得单倍体。在这种 情况下，单倍体后代都起源于纯粹的产妇。质体基因组基因分型结果 显示，无论母亲和父亲的单倍体含有它们的母本（补充图4）的细胞 质。这证实了我们通过使用GFP-tailswap植物作为雄性或雌性亲本，分 别在横向野生型由任一母系或父系单倍体。单倍体和非整倍体的比例 要低得多，如果一个野生型的女性被交叉到GFP的男性（表1）。我们 推测，如果CENH3从母体（野生型）基因组中发展早期表达，野生型 CENH3可以并入来自于GFP-tailswap，防止在野生型×GFP-tailswap跨 基因组消除父本染色体。 • 单倍体基因拟南芥植物在形态上类似于二倍体，但在尺寸上（补充图 5图3420，g和）相对较小。早在植物发育，单倍体具有较窄的莲座叶 （图1F）。抽薹后，单倍体产生更多的叶子从二级分生组织。单倍体 花比二倍体花小（图1G），它遵循的总的趋势，随着倍性在拟南芥花 的大小增加。单倍体一般都是无菌的。它们包含的每一条染色体的单 个副本，并且不能经受同源配对在减数分裂，产生配子不含有染色体 （图2和补充图6）的全补。母亲和父亲的单倍体植株有类似成人的形 态（数据未显示）。这与在拟南芥的所有文件印记发生在短暂的胚乳 ，局限于种子结构的事实一致。
单倍体细胞培养
（2）选用适宜发育时期的花粉
• 花药培养成功的关键因素之一是花粉发育时 期要合适。一般以单核晚期为宜。有的植物所需 时期可能略早或略晚些。
• 首先要确定合适花蕾的标准。在烟草中一般以花 冠与萼片等长为准。也可通过观察花粉进一步确 定。为此，取大小不同的幼嫩花蕾，从中取出花 药，置于载玻片上，加一滴醋酸洋红染液，挤压 出花粉，染色后在显微镜下观察，以花粉的单核
入培养基前，于无菌条件下，将0.2～0.4％的秋水仙 碱溶液倒入培养瓶中，一般处理24～48小时。倒去秋 水仙碱液，用无菌水洗3次后，再将小苗移至培养基中 继续培养，可能得到一些染色体加倍的再生苗。
• 对于了解再生植株染色体是否加倍成功， 可从形态上加以鉴别；单倍体植株株型矮 小，叶片、气孔、花粉粒都小些，不能结 实。 • 最可靠的办法还是制作染色体玻片标本， 检查染色体数目。
植株不久的花药浸入灭过菌的浓度为0.5%的秋
水仙素溶液中24-48小时，然后用无菌水洗净，
将小植株接入无激素培养基中培养。
6 细胞培养
6.1前言
• 使用单细胞系统比使用完整的器官 或植株有更大的优越性。使用游离细胞 系统时，可以让各种化学药品和放射性 物质很快作用于细胞，又能很快停止作 用。通过单细胞克隆，可以将微生物的 遗传学技术应用于高等植物的作物改良。
• 5.2.3 分离花粉的方法 p116
• 自然释放法：花蕾消毒后，无菌条件下取出花药， 放在培养基上培养，花药自然开裂，散落在培养基 上，将花药壁去除。效率低 • 研磨过滤收集法： • 剖裂释放法：借助工具剖裂药壁 • 磁拌法：无菌培养皿中放入磁棒 玻璃珠 磁力搅拌 仪上低速旋转
5.2.4花粉培养方法
•5 单倍体细胞培养
• 单倍体细胞培养包括三个方面：花药培养、小 孢子培养、未受精子房及卵细胞培养。
园林植物花卉育种学课件第9章单倍体育种
单倍体育种的应用
1
优化花卉品质
利用单倍体植株进行改良，如提高花瓣数量、花粉数量等。
2
增加农作物产量
如菜心、辣椒等农产品单倍体育种育种技术的应用，能够提高产量和质量。
3
拓宽新品种范围
通过单倍体技术进行杂交和培育各种植物、花卉新品种，实现品种多样化。
单倍体植株的获取方法
1 悬浮培养法
培养细胞成为悬浮细胞，产生单倍体植株。
与常倍体育种的区别
单倍体育种可以加速育种进程、缩短育种周期、降低育种成本并提高选育效果。
单倍体育种的优点
高效育种
以单倍体植株为材料选育，能够 节省育种时间、提高选育效果。
提高抗逆性
单倍体植株具有较高的抗逆性， 适应范围更广，生长更健壮。
操作简单
相对于其他育种技术，单倍体育 种技术操作简便，易于掌握和推 广。
2 离体培养法
通过提取种子胚或花粉，培养成为单倍体植株。
3 化学处理法
通过化学诱导或处理使植株成为单倍体。
单倍体育种的繁殖技术
穴盘繁殖法
将单倍体植株分割后培养繁殖， 工艺简单，效果显著。
离体培养法
通过培养种子胚或花粉生成单 倍体植株，可以用于个体繁殖 或育种材料繁殖。
组培繁殖法
将单倍体组织培养繁殖，适合 于高效大批量生产育种材料。
单倍体育种在园艺业的发展前景
市场需求大
随着国家重视园林绿化和生态环境建设，园艺 事业市场需育种作为园林植物花卉育种领域的一个 重要技术，产业链已经逐步完善并相应提高了 产业关注度。
技术不断创新
单倍体育种技术与其他技术相互结合创新发展， 具有广阔的应用前景。
资源丰富
园林植物花卉育种学课件 第9章单倍体育种
单倍体育种的主要步骤
单倍体育种的主要步骤
单倍体育种呢，一开始得先有个材料，这个材料就是含有杂种优势的F1代。
你可以把这F1代想象成一个潜力股，它身上有着很多我们想要的优良基因组合。
然后呢，就要想办法得到单倍体啦。
这就像是把这个潜力股里的精华单独拎出来。
通常会用到花药离体培养这个办法哦。
就好比从一朵花里，把花药这个部分单独取出来，让它在特殊的环境里培养。
这个花药就像一个小种子选手，在合适的培养条件下，它会慢慢发育成单倍体植株。
这个过程有点像把一个小幼苗精心呵护长大一样。
单倍体植株长出来了，可它有个小问题呢，就是它的染色体数目是正常植株的一半。
这时候就需要对它进行染色体加倍啦。
就像给这个小幼苗注入超级能量，让它变得和正常植株一样强壮。
通常会用到秋水仙素处理这个单倍体幼苗。
秋水仙素就像一个魔法药水，能让染色体数目加倍，这样就得到了纯合的二倍体植株啦。
这些纯合的二倍体植株可不得了呢。
因为它们是纯合的，所以性状非常稳定。
在农业生产里，这就意味着我们能得到我们想要的优良性状的植株，而且这些优良性状不会轻易改变。
比如说我们想要产量高、抗病虫害能力强的小麦，通过单倍体育种得到的这种纯合二倍体小麦就可以很好地满足我们的需求啦。
单倍体育种虽然听起来有点复杂，但是它的好处可多着呢。
它可以大大缩短育种的年限，就像开了个育种的小捷径。
而且得到的后代都是纯合子，在作物改良方面有着很大的优势哦。
宝子们，现在是不是对单倍体育种的步骤有点感觉了呀？。
人工培育单倍体的方法
人工培育单倍体的方法
嘿，朋友们！今天咱来聊聊人工培育单倍体的那些事儿。
你说单倍体是啥呀？就好比一个团队，正常情况得有各种角色齐全吧，但单倍体就像是这个团队只有一半的人，少了很多重要角色呢！那咱为啥要培育它呀？这用处可大了去啦！
咱先说说怎么培育单倍体吧。
就好像搭积木一样，得一步一步来。
咱可以通过花药离体培养来搞。
就把花药当作是一个小宝藏盒，把它从植株上取下来，放在特定的培养基里，让它自己慢慢成长发育。
这就像给小宝藏盒创造了一个特别的环境，让它能变出我们想要的东西。
还有一种方法呢，是通过雌配子体培养。
这就好比是挖掘另一种宝藏，只不过这个宝藏藏得更深一些。
但咱不怕呀，只要找到了方法，就能把它给弄出来。
你想想看，要是咱能人工培育出单倍体，那能解决多少问题呀！比如说在育种方面，那可就方便多啦。
就像你有了一把神奇的钥匙，可以打开很多扇门，找到更好的品种。
这就好比你要去一个很远的地方，本来路很难走，现在有了单倍体这个工具，就像是有了一条捷径，能让你更快地到达目的地。
而且呀，通过单倍体培育，还能让植物的一些优良特性更加突出呢，这不就像是给植物来了一次大变身嘛！
咱再想想，如果没有人工培育单倍体，那得错过多少好机会呀！就像你明明知道有宝藏就在那里，却没办法去拿，多可惜呀！
所以说呀，人工培育单倍体真的是很重要的一项技术呢。
咱可得好好掌握它，让它为我们服务呀！大家说是不是这个理儿？咱可不能小瞧了这小小的单倍体，它能发挥出大大的作用呢！以后咱在农业、园艺等方面，都能看到它的身影，给我们带来很多惊喜呢！。
单倍体育种方式的原理
单倍体育种方式的原理
单倍体育种是通过诱导植物组织或细胞分化，使其成为单倍体植株，例如通过体细胞胚胎发生、花器官培养、微孢子培养等方式，从而得到单倍体植株。
其原理是利用组织培养和细胞培养技术，通过对植物组织或细胞进行生化条件、激素处理等物理化学刺激，使其发生不完全或完全的有丝分裂，从而绕过两性生殖过程中的配对、减数分裂等步骤，直接得到单倍体植株。
单倍体植株在遗传上具有较大的变异性，可广泛应用于植物育种和遗传研究等领域。
植物花药培养和单倍体育种
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单倍体育种
• 单倍体：是指具有配子染色体组成的 细胞或个体
获得单倍体的途径
• 1，花药培养：把整个花药接种到培养基上， 花药培养：把整个花药接种到培养基上， 在离体培养条件下， 在离体培养条件下，使其小孢子诱导形成 单倍体的孢子体。 单倍体的孢子体。 • 2，花粉培养：是把花粉从花药中分离出来 花粉培养： 接种到培养基上，在离体培养条件下， 接种到培养基上，在离体培养条件下，诱 导形成单倍体的孢子体。 导形成单倍体的孢子体。 • 3，远缘杂交授粉：利用远缘杂交不亲和， 远缘杂交授粉：利用远缘杂交不亲和， 刺激卵细胞单性发育的特点， 刺激卵细胞单性发育的特点，通过亲缘关 系较远的种间或属间杂交， 系较远的种间或属间杂交，有时可获得少 量的单倍体。 量的单倍体。
2
拜拜
hui
• 4，延迟授粉：去雄后延迟授粉，可以提高 延迟授粉：去雄后延迟授粉， 孤雌生殖的发生频率. 孤雌生殖的发生频率.
• 5，照射花粉授粉：花粉经X射线处理后， 照射花粉授粉：花粉经X射线处理后， 给去雄的母体授粉，可诱发单倍体的产生。 给去雄的母体授粉，可诱发单倍体的产生。
• 6，化学处理：用一些化学药剂处理花柱， 化学处理：用一些化学药剂处理花柱， 柱头或子房可诱导单倍体的产生。 柱头或子房可诱导单倍体的产生。
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• 3，接种 • 在超净工作台上用镊子剥去部分花冠，露 在超净工作台上用镊子剥去部分花冠， 出花药，夹住花丝取出花药置于培养皿中， 出花药，夹住花丝取出花药置于培养皿中， 或用接种环蘸取花药接种于培养基上。接 或用接种环蘸取花药接种于培养基上。 种密度宜高，以促进“集体效应”的发挥， 种密度宜高，以促进“集体效应”的发挥， 有利于提高诱导率。 有利于提高诱导率。 • 注意： 注意： • 1,尽量避免损伤花药，以免从受伤处产生 1,尽量避免损伤花药 尽量避免损伤花药， 药壁愈伤组织。 药壁愈伤组织。 • 2，注意彻底去除花丝部分，因为接种与花 注意彻底去除花丝部分， 丝相连的花药时， 丝相连的花药时，往往不利于花药内小孢 子的启动，以及愈伤组织或胚状体的形成。 子的启动，以及愈伤组织或胚状体的形成。
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单倍体植株的发育方式
小麦花药培养程序示意图
花粉粒形成孢子体的各种途径
花药、 花药、花粉培养
概说
花药花粉培养
是指花粉在营养培养基上改变其正常发育和机能（ 是指花粉在营养培养基上改变其正常发育和机能（即改变其沿配 子体发育的正常方向而沿孢子体途径发育），不经受精发生细胞 子体发育的正常方向而沿孢子体途径发育），不经受精发生细胞 ）， 分裂，而由单个花粉粒发育成完整植株的技术。 分裂，而由单个花粉粒发育成完整植株的技术。
花粉外植体的优点
花粉彼此分散，每粒花粉都是一个有生命的独立的单体； 花粉彼此分散，每粒花粉都是一个有生命的独立的单体； 花粉密集在花药囊中，对于培养来讲，取材比较方便； 花粉密集在花药囊中，对于培养来讲，取材比较方便； 花粉粒的大小、形状、内含物的成分等基本上是一致的， 花粉粒的大小、形状、内含物的成分等基本上是一致的，是比较 均一的起始培养材料； 均一的起始培养材料； 花粉细胞的染色体数只有体细胞的一半， 花粉细胞的染色体数只有体细胞的一半，花粉细胞就是单倍体细 胞。
雄核发育的途径
单核小孢子进行一次均等分裂， A、单核小孢子进行一次均等分裂，形成两个等同的子细胞，这两个子 单核小孢子进行一次均等分裂 形成两个等同的子细胞， 细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体； 细胞进一步发育成愈伤组织或胚状体； 单核小孢子先进行一次正常的非均等分裂， B、单核小孢子先进行一次正常的非均等分裂，然后通过营养细胞的进 一步分裂形成愈伤组织或胚状体； 一步分裂形成愈伤组织或胚状体； C、单核小孢子进行一次有丝分裂，营养核退化，而生殖核进一步发育 单核小孢子进行一次有丝分裂，营养核退化， 形成单倍体植株； 形成单倍体植株； 小孢子进行一次非均等的正常分裂， D、小孢子进行一次非均等的正常分裂，形成一个营养细胞和一个生殖 细胞。但在这种情况下， 细胞。但在这种情况下，两个细胞都进一步分裂并参与愈伤组织和胚状 体的形成。有时，由于二个核融合而导致非单倍体的形成。 体的形成。有时，由于二个核融合而导致非单倍体的形成。
（图）
离体小孢子（花粉） 离体小孢子（花粉）培养
花药培养的局限性 花药培养的局限性
在花药培养中，一个花药内的花粉粒在遗传上是异质的， 在花药培养中，一个花药内的花粉粒在遗传上是异质的，由一个 花药所产生的植株，将构成一个异质的群体； 花药所产生的植株，将构成一个异质的群体； 如果单倍体植株是经由花粉愈伤组织的途径产生的， 如果单倍体植株是经由花粉愈伤组织的途径产生的，从若干花粉 起源的愈伤组织常常混在一起， 起源的愈伤组织常常混在一起，因此由一个花药形成的愈伤组织 将会是一个嵌合体； 将会是一个嵌合体； 如果在花粉愈伤组织化的同时，花药壁细胞也进行增殖， 如果在花粉愈伤组织化的同时，花药壁细胞也进行增殖，最终所 得的愈伤组织就不可能具有纯粹的配子体起源。 得的愈伤组织就不可能具有纯粹的配子体起源。
小孢子的分离和培养
机械挤压法 散落花粉培养法
单倍体植株的二倍体化
试管小苗期间用0.2 0.4%秋水仙溶液浸泡处理24 48小时 试管小苗期间用0.2—0.4%秋水仙溶液浸泡处理24 48小时； 0.2 0.4%秋水仙溶液浸泡处理24—48小时； 用同样浓度的秋水仙素溶液处理已移栽土壤的单倍体植株的 生长锥 利用组织培养过程中，植物细胞易于自发加倍的特点， 利用组织培养过程中，植物细胞易于自发加倍的特点，培养 从单倍体植物上切取的外植体， 从单倍体植物上切取的外植体，诱导形成愈伤组织后再使之 分化，通常可得到很高比例的二倍体。 分化，通常可得到很高比例的二倍体。
ห้องสมุดไป่ตู้
花药培养技术 离体小孢子（花粉） 离体小孢子（花粉）培养
花药培养技术
培养方法 影响雄核发育的因子 雄核发育的途径 花粉胚或花粉愈伤组织的形成和花粉植株 的再生
培养方法
取材
在理想的情况下，用于花药或花粉培养的供体材料， 在理想的情况下，用于花药或花粉培养的供体材料，应当取 自幼年植株，随着供体植株年龄的增加， 自幼年植株，随着供体植株年龄的增加，花药对离体培养的 适应能力下降，并会出现各种不正常的现象。 适应能力下降，并会出现各种不正常的现象。
消毒
花药培养时，植物材料的表面消毒比较方便， 花药培养时，植物材料的表面消毒比较方便，因为未开放的 花蕾中的花药为花被所包裹，本身处于无菌状态之中。 花蕾中的花药为花被所包裹，本身处于无菌状态之中。
接种
在取花药时， 在取花药时，应注意解剖器具不碰或少碰花药
培养
影响雄核发育的因子
花粉发育时期 供体植株的基因型 供体植株的生理状态 花药培养前的预处理 培养基 药壁因子 培养条件及其它因素的影响
（图）
其他诱导形成单倍体的途径
由未传粉子房或胚珠培养诱导单倍体的形成； 由未传粉子房或胚珠培养诱导单倍体的形成； 利用远缘杂交引起染色体消除以获得单倍体。 利用远缘杂交引起染色体消除以获得单倍体。
单倍体的应用
单倍体培养的应用（教材P85－86） 单倍体培养的应用（教材P85－86） P85
1、作物育种； 作物育种； 2、物种进化研究； 物种进化研究； 3、遗传分析； 遗传分析； 4、分子生物学方面的应用； 分子生物学方面的应用； 5、植物基因克隆筛选。 植物基因克隆筛选。
第九章
单倍体的培养
单倍体的培养
引言 花药、 花药、花粉培养 单倍体植株的二倍体化 其他诱导形成单倍体的途径 单倍体的应用
引言
单倍体:指具有配子体染色体组成的孢子体. 单倍体:指具有配子体染色体组成的孢子体. 1966年以前 年以前， 在1966年以前，试图人工产生单倍体所用的方法是 远缘杂交、延迟授粉、用照射花粉授粉、激素处理、 远缘杂交、延迟授粉、用照射花粉授粉、激素处理、 激温处理等 现在，通过花药培养产生单倍体的技术， 现在，通过花药培养产生单倍体的技术，已成功地推 广到几百种植物。 广到几百种植物。