植物花药培养与花粉培养的不同
花药和花粉培养课件
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
花药和花粉培养
第一节 花药和花粉培养技术
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。
第一节 花药和花粉培养技术
花粉培养：是将花粉从花药中分离出来,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过程。
花粉囊 花粉囊壁 花药裂口 成熟花粉粒
2）表面消毒
3）接种4ຫໍສະໝຸດ 培养形成花粉植株。花粉---愈伤组织---苗
花粉---胚状体---苗
选幼年树花蕾
第一节 花药和花粉培养技术
水稻花药培养过程：
旗叶鞘用70％酒精擦洗一遍
剥去旗叶鞘，取出稻穗
左手持穗，右手 用镊子取花药， 放无菌培养皿中
无菌水洗3次
10％漂白粉10 min
用接种环接种 到培养基上
植物组织培养学
花药和花粉培养
花药和花粉培养
第5章 花药和花粉培养
本章主要内容： 花粉和花药培养技术 花粉和花药培养应用
花药和花粉培养
本章教学目的与要求
(1)掌握花药培养和花粉培养的区别； (2)了解花药最佳接种时期； (3)掌握花药培养的大致过程； (4)掌握花粉发育的四种途径； (5)掌握花粉培养的大致过程。
三、单倍体植株染色体加倍的方法
1、自然加倍：花粉细胞核有丝分裂或核融合，染色体可 自然加倍，获得纯合二倍体。
2、人工加倍：用秋水仙素处理单倍体植物，可使染色体 加倍（溶液浸苗、处理愈伤组织和用含0.4%秋水仙素 的羊毛脂涂抹单倍体植株的顶芽、腋芽，可得到能结实 的二倍体植株）
3、将单倍体植株诱导的愈伤组织反复继代培养，再分化 可得到二倍体植株。
油菜成熟花药的结构
第六章植物的花药与花粉培养
三、单倍体育种的应用 ① 缩短育种年限，加速F1代杂合体的纯化。 ②利用单倍体易于检测突变和恢复重组，发现隐性突变体， 研究遗传分析的良好技术。 ③对于二倍体植物加倍变成四倍体或倍数更高的多倍体，可 以改善原来植物的某些经济性状，满足人类的要求。 ④对异花授粉植物的单倍体植株进行加倍，可迅速获得自交 系，免去人工自交的过程，节省大量的时间和人力。
孤雌生殖：由胚囊中未受精的卵细胞发育成胚，进一步发育成单倍体 植物。
孤雄生殖：在传粉后卵细胞退化消失，由精细胞单性发育成为单倍体 植物。
无融合生殖：由胚囊中卵细胞以外的其它细胞，发育成的 单倍体植株。如反足细胞、助细胞等。 人工诱发单倍体： 途径：
1966年前: 人工生产单倍体方法，有激素处理、远缘杂交、 延迟受粉、用照射花粉授粉。 B. 目前: ⑴离体花粉或花药培养，诱发小孢子单性发育成单倍体植物。 ⑵离体培养未受精的子房和胚珠，诱导卵细胞单性发育成植物 体。
一、花药和花粉培养的概念
1. 花药培养的概念：是指将花粉发育到一定
阶段的完整花药接种到培养基上，诱导形成
单倍体再生植株的技术。
2. 花粉培养的概念：是指将离体的花粉粒接 种到培养基上，诱导形成单倍体再生植株的 技术。
二、 花药和花粉培养的意义
研究减数分裂，花粉生长机制的生理、生化、遗
传等基础理论的最好方法
快速获得纯合二倍体植株（纯系） 有利于尽早淘汰隐性的有害个体，筛选出具有优
良性状的个体
第二节 单倍体的概念及发生方式
一、植物单倍体的概念
1、单倍体（Haploid）： 指具有配子体染色体组的孢子体。 2、单倍体细胞： 具有体细胞一半染色体的细胞。 3、单倍体植株： 单倍体细胞在离体条件下进行培养，使其发育成植株。 二、单倍体的发生方式
11.6 花粉和花药培养的比较
花粉和花药培养的比较花药和花粉培养：指在合成培养基上，改变花粉的发育途径，使其不形成配子，而像体细胞一样进行分裂、分化、最终发育成完整植株。
该发育途径被称为“花粉孢子体发育途径”或“雄核发育”。
小麦花药胚状体发生一、植物花药和花粉培养的概念（一）花药培养通过无菌操作技术，把发育到一定阶段的花药，接种在人工培养基上，进行诱导、分化，最终形成完整植株的技术。
草莓花药愈伤组织,花药植株（二）花粉培养将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来，再加以离体培养，也叫小孢子培养。
1964年：Guha&Maheshwari南洋金花花药培养发育成胚；1967年：Bourgin&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。
二、花药培养历史通过花药培养育成的甜椒新品种：海花三号相同点：培养目的相同，均获得小孢子植株。
不同点：（一）花药培养离体操作技术简单，而且，药壁组织有时可作为条件因子促进小孢子的发育。
辣椒花药吊竹花粉粒三、两者的异同点花粉培养没有药壁组织干扰；可计数小孢子产胚率；可观察雄核发育的全过程；单倍体产量高。
但技术更复杂。
（二）花药培养属于组织培养；而花粉培养属于细胞培养。
1.花药培养容易受药壁、花丝、药隔等体细胞组织的影响，再生的植株中会出现不同倍性的个体，所以花药培养在诱导单倍体方面有一定的局限性，而分离的花粉粒培养可以克服这一不足。
2.由于去除了药壁和其它连接组织的干扰，因此能更好地调节控制雄核发育的各种因子，而且能直接从单细胞开始观察整个雄核发育的过程。
四、花粉培养的优点3.花粉是真正的单细胞单倍体，均能匀质地接受各种化学的、物理的因子处理，是突变体筛选及外源基因导入研究的有用材料，对育种有很大的意义。
4.一个花药中就有成千上万个小孢子，从花粉培养能得到更多的花粉植株。
七叶树花粉粒思考题1.简述花粉和花药培养的概念；2.花粉培养的特点是什么？3.花药培养的特点是什么？参考文献与网站Thank You!。
水稻花药和花粉培养-整理版
小孢子梯度离心前后比较
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
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。
（4）培养条件 温度、光照、密度
4.检测方法
1、染色体直接计数法
通常取根尖、茎尖等分生组织区进行制片，直接计数染色体数目。
2、间接鉴定
（1）扫描细胞光度仪鉴定（流式细胞仪） （2）细胞形态学鉴定法 主要测定叶片单个细胞中DNA
的含量确定细胞的倍性，材料的使用量可少到1cm2。
叶片保卫细胞大小、单位面积上的气孔数及保卫 细胞中叶绿体的大小和数目与倍性具有高度的相关性。
培养基
三明市农科所生物技术中心以M8、 N6和NB培养基， 进行了不同水稻品种材料花培观察比较试验， 结果从出 愈率、 绿苗分化率两者比较， 还是M8 培养基较适合。 冯双华等用M8、 合5和改良M8做基本培养基， 以籼 型杂交稻两优培九、 培两优288、 P88S/0293为材料， 得 出改良M8培养基表现出对不同的基因型材料有较广的适 应性和较强的绿苗诱导作用。
（3）植株形态学鉴定法
粒小，不结实。
单倍体植株瘦弱，叶片窄小，花小柱头长，花粉
思考题
1.说明植物花药培养和花粉培养概念;答:①花药培养:是将一定发育期的花药进行离体培养的技术，就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴；②花粉培养:将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来，再加以离体培养。
有时花粉培养也称为小孢子培养。
从培养方法和技术方面来讲，他属于细胞培养的范畴。
2.简述单倍体育种的用途;答:①缩短育种周期；②提高目标基因型的选择效率；③排除杂种优势对后代选择的干扰；④遗传研究的良好实验材料体系；⑤突变体的筛选；⑥消除致死基因；⑦选育新型自交系；⑧遗传转化的受体材料；⑨克服远缘杂交后代不育。
3.通过离体培养获得单倍体的途径有哪些?答:①种间和属间杂交；②物理照射和化学诱变；③双生苗的筛选；④未授粉的子房或胚珠培养；⑤花药和花粉培养。
4.花药培养中如何选择外植体?答:①供试材料的遗传背景:通过花药培养成功获得单倍体植株最多的是茄科植物，其次是十字花科、禾本科、百合科等植物。
（同一植物的不同类型、不同品种对花药培养的反应也是不同的。
）②供试材料的生理状态:在多年生植物中，幼年植株比老龄植株的花药诱导频率高。
草本植物生长健壮、且处于生殖生长高峰期的花药诱导率高，徒长或营养不足的植株花药培养的诱导频率低。
③花粉的发育时期:一般而言，单核后期（单核靠边期）的花药较为合适。
5.花药培养与花粉培养有什么不同?答:①花药培养其外植体是植物雄性生殖器官的一部分,就培养方法和技术来讲,属于器官培养；而花粉培养属于细胞培养。
②花粉培养没有药壁组织干扰，可计数小孢子产胚率，可观察雄核发育的全过程，单倍体产量高，但技术更复杂。
6.花药培养过程中花药为什么要经过低温处理?答:①低温处理引起花药、花粉内源激情发生变化，改变了小孢子第一次有丝分裂的轴向发育，进而形成愈伤组织或胚状体；②提高小孢子的生活力，延缓退化速度，而提高了诱导率；③引起小孢子孤立化，即小孢子从花药中分离。
因为低温处理过程中，花药内薄壁细胞和绒毡层逐渐退化，从而切断与小孢子之间的联系；④低温处理可能产生特定的蛋白质。
花药培养
二、花粉和花药培应用
迅速获得纯合型材料，缩短育种年限 迅速获得纯合型材料，缩短育种年限GO 获得育种中间材料 与诱变育种相结合可以提高诱变频率 与细胞融合相结合， 与细胞融合相结合，使这一育种途径更具有 实际应用意义 作为遗传工程受体更为有效 用作基础遗传研究的各个领域
大大缩短育种周期。 大大缩短育种周期。
2.花药供体植株的生长条件 花药供体植株的生长条件
水稻、小麦、大麦等禾本科植物， 水稻、小麦、大麦等禾本科植物，主茎穗 比分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地提 高。 同步化程度高。 同步化程度高。
3.培养基 培养基
① 我国科学工作者对水稻、小麦的花药培养基做了改 进，研制出N6培养基。在N6培养基上，水稻花粉的 出愈率大幅度提高。N6培养基的特点是铵离子浓度 较低 ② 随后，进一步降低铵盐和硝酸盐浓度，同时附加生 物素，研制出C17和W14培养基，它们可以大幅度提 高小麦的花药出愈率。 ③ 多采用液体培养基
7.单倍体植株的二倍化 7.单倍体植株的二倍化
花粉植株染色体可自发加倍 人工措施染色体加倍。 人工措施染色体加倍。 传统方法是用秋水仙素处理。 传统方法是用秋水仙素处理。较大浓度的秋水 仙素溶液处理单倍体植株，时间为24 24仙素溶液处理单倍体植株，时间为24-96 h。 方法：浸泡试管苗方法、处理芽方法、 方法：浸泡试管苗方法、处理芽方法、浸根 方法
4.糖的种类 糖的种类
朱至清等(1990)报道在过滤灭菌的条 报道在过滤灭菌的条 朱至清等 件下，若以 件下，若以0.21 mg/L葡萄糖取代液体培 葡萄糖取代液体培 养基中同等浓度的蔗糖， 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。 倍 导频率可增加
5.低温预处理 低温预处理
第五章花药和花粉培养
第五章花药和花粉培养一、概况1.概念花粉培养：指把花粉从花药中分离出来，以单个花粉作为外植体培养，形成花粉胚或愈伤组织，最终发育成花粉植株（单倍体）的技术.花药培养:指应用植物组织培养技术，把花粉发育到一定时期的花药接种到人工培养基上，以改变花药内花粉的发育途径，形成花粉胚或花粉愈伤组织，随后由胚状体直接发育成植株或由愈伤组织分化形成植株的培养方式异同点区别: 花药培养属于器官培养范畴，花粉培养属于细胞培养范畴共同点:在培养过程中都是花粉发育，均可获得单倍体细胞系或单倍体植株2.发展概况1964年印度Gula和Maheshwari成功地从毛叶曼陀罗花药培养获得许多胚状体，并证明胚状体直接起源于花粉粒，最终从胚状体进一步发育得到单倍体植株日本、法国、丹麦、德国等相继开展花培研究工作，目前已有10个科，24个属、34个种、250多种高等植物的花药培养获得成功花粉培养始于50年代，Tulecke首先培养银杏的成熟花粉粒得到愈伤组织，随后人们进行了很多研究，在许多植物上进行花粉培养，同时随着培养技术的逐步完善（看护培养、条件培养…)，获得愈伤组织、胚状体、有的还获得单倍体植株我国花培发展概况始于70年代，将花培与传统育种手段相结合，先后培育出一大批具有研究和应用价值的品种。
如烟草、小麦、玉米、甜椒等花培新品系、品种1974年，中科院植物所与山东烟草研究所合作，成功育成烟草新品种，并大面积推广，这是世界上第一个用单倍体方法培养出来的新品种国际公认，我国的花培工作处于国际领先水平。
我国有30多种植物进行花培试验，20多种获得了花粉植株，有一大部分是我国首创，同时在花培方法，机理等方面作了深入研究德著名学者Melchers：“花药培养起始于印度，而首先却在中国广泛应用，就花药培养的单倍体育种的应用而言，中国在世界上处于领先地位”3.意义a.基础理论研究方面研究减数分裂，花粉生长机制的重要方法用来进行生理、生化、遗传等基础理论的研究花粉粒体积小，数量多，形状、内含物成份基本一致，是比较均一的起始材料，便于在人工控制条件下研究它们的生长、分化、遗传等变化过程b.遗传育种=单倍体育种中的意义可获得纯合二倍体，大大缩短育种周期具有选择效率高的优点用于远缘杂交育种，克服杂种不育性便于隐性突变体的筛选，大大提高突变育种的工作效率二、培养方法1.途径愈伤组织再分化形成植株(脱分化到再分化，变异率提高，混倍现象明显取决于培养基中激素的种类、浓度配比) 花粉植株通过胚状体形成植株花粉植株()2.花粉培养优点:不存在体细胞干扰，没有混倍现象缺点:培养技术难度大花粉分离自然散落法：机械挤压法：优点⏹操作简便⏹适于双子叶植株，不适于禾谷类，易损伤花粉粒缺点⏹花粉中易混有体细胞⏹悬浮液中花粉密度不易控制注意：液体培养基中加蔗糖或甘露醇，调节渗透压，避免花粉吸水胀裂三、影响花培成功的因素有些难培养植物诱导频率很低，有些植物（裸子植物）至今没有获得真正的花培植株花药培养虽然是一项成功的技术，但要获得良好的效果，还需克服许多困难诱导植株成功与否以及诱导频率受多种因素影响（一）供试材料1.材料的基因型材料的遗传背景不同，诱导难易程度不同茄科番茄、蔓陀罗、烟草易成功禾本科水稻优于小麦亚种水稻粳亚种(40-80%)优于籼米亚种(2%)花药培养力是可以遗传的，且为显性或超显性2.植株的生理状态和年龄年幼植株花培成功率高开花始期成功率高烟草开花始期时花药比开花后期的更易产生花粉植株烟草开花期第6天，诱导率最高与植株的营养和生长条件有关N饥饿>高N水稻高温，高N下，诱导率下降，白化苗提高3.花粉发育时期——是影响花培成败的最关键因素之一四分体时期单核期---早、中、晚期双核期三核期#不同植物最适诱导期不同曼陀罗、烟草属、水稻---单核早期、双核期均可诱导，以单核中、晚期效果最好小麦、玉米---只有单核中期才能诱导大麦---单核晚期最佳一般采用单核中-晚期的花粉培养不同植物花培的合适花粉发育时期处于单核期的花粉培养最有利于诱导成苗小孢子发育第三期是胚胎形成的临界期，超过了这一时期胚状体就不能形成在小孢子发育过程，花药内激素水平正在不断改变，由于花药的成熟使激素平衡变得不适合，或为花粉发育所必需的其他一些养分已经耗尽，从而影响了诱导率培养前应确定花粉发育时期镜检：醋酸-洋红、I-KI染色（禾本科、茄科）、焙花青-烙矾法（木本、番茄）利用相应的形态学指标对于花培没有成功的植物最好选取花粉发育各个时期的花粉进行培养，确定最佳时期4.材料的预处理——试验证明，有几种预处理方法能有效提高诱导率低温预处理烟草：7-9℃，7-14天番茄：6-8 ℃，8-12天水稻：10℃，2-14天小麦、黑麦：1-3 ℃，2-20天常温下N饥饿预处理乙烯、高糖、离心预处理（二）培养基1.基本培养基MS应用最多，N6、B5、Nitsch也有应用不同植物种类，适用的培养基不同双子叶：Nitsch、MS十字花科、豆科：B5水稻等禾谷类：N62.碳源蔗糖应用最广，既是最好的碳源，又起调节渗透压的作用不同植物种类、不同诱导时期最适碳源浓度不同，通常以2-5%为宜烟草：2%诱导胚状体小麦：8-10%愈伤；5-8%分化水稻：4-6%愈伤；2-3%分化玉米：12-15%愈伤3.激素关键决定于激素种类、浓度、配比实例小麦：2mg/L 2.4-D 愈伤；< 2mg/L 胚状体4.其它添加物有机附加物、水解乳蛋白、水解酪蛋白、酵母提取物、肌醇、谷氨酰胺等活性炭（0.5-1%)吸附了琼脂中不利于细胞生长的某些杂质吸附了培养基高压灭菌蔗糖产生5-羟甲基糠醛吸附了激素，降低了激素水平（三）培养方法和培养条件1.材料的接种保证完全无菌条件、注意接种密度（104-105粒/ml为好），花药组织分泌的活性物质相互作用有利于诱导密度太高，养分消耗太快；密度太低，诱导率下降。
植物组织培养第五章 花药和花粉培养
殖，它的花粉给不育系授粉，能使不育系当代结实
并在F1代恢复育性正常的品系。是杂交种子的父本。
不育系（母本）×同型保持系（父本） ↓ 不育系（母本）×恢复系（父本） ↓
F1代种子—生产上杂交种子
1、克服后代分离、缩短育种年限 常规育种中，杂交F2代起会出现性状分离，到 F6代才开始选择，育成一个品种需8-10年。单倍 体育种将F1或F2代花药进行培养，对所获得的单 倍体植株进行加倍处理，获得稳定的纯合二倍体， 下一代植株性状基本稳定，育种只需3-5年。
（二）花粉培养
1．取材时期的确定 四分体—单核早期—单核晚期—双核早期—双核晚期—三核期 小孢子 花粉培养 花粉粒 花药培养
2、花粉预处理
低温处理花蕾，或单核后期离心预处理。
3、花粉分离
适合的花蕾-消毒-取出花药-烧杯壁中挤压花 药-尼龙网过滤-花粉液离心-花粉粒沉淀-培养基 稀释-纯净花粉群体。
C途径：在获得的花粉植株群体中，除单倍 体外，常有相当比例的二倍体、三倍体、四倍 体、非整倍体等非单倍体植株，即小孢子培养 过程中自发加倍现象。此途径中，生殖核与营 养核共同参与了花粉植株的形成。`Fra bibliotek2、B途径
小孢子第一次有丝分裂为均等分裂，形成两个 大小相近的细胞（或游离核）。以后，由这两个细 胞连续分裂产生单一类细胞组成的多细胞花粉或多 核花粉。 （二）雄核发育的启动机理（不讲）
（一）花药培养方法 1、材料的选取
大多数园艺植物的花药培养，成功率最高的是
单核期或单核中晚期。
花粉的发育时期：
四分体 — 小孢子 — 单核花粉 — 双核花粉
最适期
2、材料与处理与灭菌
3-5℃低温处理3-10天-（大花蕾将萼片剥掉） -酒精几秒-0.1%升汞10min-无菌水冲洗。 3、接种培养 镊子剥去花瓣-花药均匀接种于培养基上，常 用培养基MS、N6和马铃薯培养基。 蔗糖5-10%，20-30℃，光照12h。
花粉与花药的培养
湿度调节
保持培养环境适宜的湿度，防 止培养基干燥或过于潮湿影响
花粉的生长。
培养方法
将处理好的花粉均匀撒在培养 基表面，然后进行密封培养， 定期观察并记录生长情况。
生长过程观察与记录
生长情况观察
定期观察花粉的萌发、生 长情况，包括萌发率、生 长速度、生长形态等指标。
数据记录与分析
详细记录观察结果，对数 据进行统计分析，了解花 粉生长的规律及影响因素。
湿度对培养的影响及优化策略
湿度对花粉萌发的影响
01
适宜的湿度可以促进花粉萌发，过高或过低的湿度则会抑制花
粉萌发。
湿度对花药开裂的影响
02
适宜的湿度可以促进花药开裂，释放花粉，但过高的湿度也会
导致花粉失活。
优化策略
03
根据植物种类和生长环境，调整培养湿度，使其处于适宜花粉
萌发和花药开裂的范围内。
其他因素对培养的影响及优化策略
生长异常处理
如发现花粉生长异常或污 染等情况，及时进行处理 并调整培养条件，以保证 实验的顺利进行。
03
花药培养
花药来源与选择
适宜的花药来源
选择健康、无病虫害的植物作为 花药来源，确保花药的遗传品质 和生理活性。
花药的选择时期
在植物生长的适宜时期采集花药 ，通常是花朵刚开放或即将开放 时，此时花药内的花粉发育成熟 ，易于培养。
培养基的配制
按照一定比例将各种成分混合均 匀，调节pH值至适宜范围，然后 进行灭菌处理。
培养条件与方法
01
02
03
04
温度控制
保持适宜的培养温度，一般为 25℃左右，避免过高或过低的 温度对花粉生长产生不良影响。
光照条件
第六章花药和花粉培养
可能机理：细胞均等分裂 保持花粉活力
离心预处理（Tanaka 1973） 乙烯利处理（Bennett， Hughes 1972） 高温处理（Chuong， Bersdorf 1985） 甘露醇处理（卫志明 1986） 射线处理
预处理目的：
是改变小孢子的发育方向，使尽可能多的小孢子从配子 体发育途径转向孢子体发育途径（即成为具胚胎发生潜 力的小孢子）。适当的预处理能使绿苗产量大量增加。
二、单倍体植物在生产实践中的价值
1. 筛选到纯合二倍体，后代性状不分离。提高常规育种的 选择效率，缩短育种年限，提高育种效率。
2. 单倍体植株中由隐性基因控制的性状，虽经染色体加倍, 但由于没有显性基因的掩盖而容易显现
3. 转基因技术中单倍体植株用作受体，可获得稳定的转基 因植株
4. 有单倍体获得的纯合二倍体可用于遗传变异规律的研究， 基因定位，性状分子标记等
组。如果原物种本身为多倍体，那么它的单倍体 的体细胞中含有的染色体组数一定多于一个。如 四倍体水稻的单倍含两个染色体组，六倍体小麦 的单倍体含三个染色体组。
• 单倍体育种：指将具有单倍染色体的植株， 经人工染色体加倍，使其成为纯合二倍体， 从中筛选出优良个体，直接繁育出新品种， 或选出单一优良性状的个体，作为杂交育 种的原始材料。
• 2、影响花药培养成功率的因素 ① 供体的基因型 ② 供体植株的生理状况
开花早期、长势好、长期氮饥饿、高海拔、高纬度情况 下花粉的培养成功率高，
③ 花粉的发育时期
多数植物单核中、晚期花粉最易诱导
不同物种诱导胚胎发生的最佳小孢子发育时期
发育时期
物种
减数分裂期
草莓、番茄
花粉与花药的培养
花粉的培养
花粉培养发育形成胚的途径：
1. 花粉核分裂产生营养核和生殖核，以后生 殖核退化，营养核则继续分裂2~3周，形成多 核花粉，由此形成多核的原胚；
2. 花粉核直接分裂，再形成胚。
花粉的培养
复习思考题 ❖ (1)花药培养和花粉培养有何区别? ❖ (2)花药培养时选择什么发育时期的花药?
N6+2，4-D的培养基→经10~30d→诱导生成愈伤组织（或 少数生成胚状体） →愈伤组织增殖到1~3mm左右→分化 培养基（附加细胞分裂素和微量生长素） →再经20~30d，
可获花粉植株。
花药的培养
❖ 胚状体为类似于胚的组织，它经过原胚、球形
胚、心形胚、鱼形胚、子叶期的顺序继续分化形成 小植株。
第六章 花药和花粉的培养
本章主要内容 ❖ 花药和花粉的培养的意义 ❖ 花药的培养 ❖ 花粉粒的培养
花药和花粉的培养——意义
第一节 花药和花粉培养的意义
花药是植物花的雄性器官，包括体细胞性质的药壁 和药隔组织，以及雄性性细胞的花粉粒。按染色体的倍 性来看，前者为二倍体细胞，后者为单倍体细胞。
因此，花药培养属器官培养，花粉培养属细胞培养， 但花药培养和花粉培养的目的一样，都是要诱导花粉细 胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。
成愈伤组织或胚状体，进而分化成再生植株。 4. 花粉均等分裂途径
花粉进行均等分裂形成两个均等的子核，以后二核 间产壁，形成两个子细胞，由两个子细胞形成多细胞 团，迅速生长，穿破药壁而形成胚状体或愈伤组织。
第二节 花粉的培养
花粉培养是指把花粉从花药中分离出来， 以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。
花药和花粉培养
单倍体植物与它们的二倍体相比 较，有三个明显的特点： 1.体细胞染色体数减半； 2.生长发育弱，体形小、各器官 明显减小； 3.雌雄配子严重败育，有的甚至 不能进入有性世代。
四.单倍体的应用潜力
1.迅速获得纯合型材料，缩短育种年限；
2.获得育种中间材料；
3.突变体选育；
4.体细胞融合；
5.作为遗传工程受体更为有效
单核期的确定• 根据细胞观察推测，双核期的花粉中开始积累淀
粉，不能使花粉发育成植株。• 通常采用醋酸洋红或碘化钾染色， 再压片镜检，以确定花粉的发育时期。但是接种前不可能把所有 的花粉都进行一次发育时期的镜检，• 通常是按照花蕾长度大小与 花粉发育年龄的相关性，• 在实际操作中取一定大小的花蕾进行的。 如马铃薯在花冠露出萼片一半时大多数花粉处于单核晚期。
重要。在进行花药和花粉培养时，应选择那些容易
培养成功的材料来做。
不同苹果品种的花药培养胚状体的诱导率
品种 接种花药数 产生胚状体数 诱导率（%）
元帅 赤阳 国光 金冠
978 1410 1073 1302
21 10 7 7
2.1 0.7 0.6 0.5
(2) 生理状态的选择 花药和花粉供体植株的生理状态，对花粉愈
6.是研究减数分裂，花粉生长机制的生理、生化、遗
传等基础理论的最好方法。
第二节 花药与花粉培养技术
一.花药培养
花药培养是指改变花粉的发育程序，使其分裂形
成细胞团，进而分化成胚状体，产生再生植株，
或形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株。 目前已有250多种植物花药培养成功。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。
丝）→接种在诱愈培养基上（每瓶3－5个花药）。
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植物花药培养与花粉培养的不同
艾莉
绵阳师范学院生命科学与技术学院12级2班1211010219
摘要植物组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段，植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。
花药培养和花粉培养是植物组织培养中的两大技术，且都在育种上有很大的意义，本文主要从两者的概念、培养层次、培养过程、培养难易程度来综述花药培养和花粉培养的不同。
关键词花药培养、花粉培养、不同
自从印度学者Guha和Maheshuari1964年报道从毛叶蔓陀罗花药培养中获得了单倍体植物和再生植株[1]，80年代后期到90年代期间花药培养技术迅速发展，多作物小孢子培养已经成功。
到目前为止，据不完全统计，已经有200多种植物通过花药培养技术获得单倍体。
花粉培养是在花药培养的基础上发展起来的技术，两者都在基因遗传、作物育种上起着很大的意义，本文主要从以下几个方面论述两种培养技术的不同。
1.概念
1.1花药培养
花药离体培养是把花粉发育到一定阶段的花药接种到培养基上，来改变花药内花粉粒的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成胚状体，形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株，其培养材料是花药。
1.2花粉培养
当花粉发育到一定阶段，从花药中分出单个花粉粒，为获得单倍体植株接种到特定培养基上，诱导其长出愈伤组织，再将愈伤组织移植到另一种特定的培养基上〔含不同配比的细
胞分裂素和生长素〕，诱导分化出根和茎、叶，成为完整的植株。
其培养材料是单个的花粉粒。
故花药培养和花粉培养概念不同，其研究对象不同。
2.培养层次
花药培养是将花药接种到培养基上，其外植体为花药，花药为花的雄性器官，故花药离体培养属于器官培养。
花粉离体培养是将花药中的花粉粒接种到培养基，其外植体为花粉粒，花粉粒即雄配子体，其本质是单个细胞，故花药培养属于细胞培养。
但两者其最终的目的是一样，都是要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。
从培养层次上来看前者是器官培养，而后者是细胞培养，培养范畴不同。
[3]
3.培养过程
3.1花药培养过程
①选择材料
②把花粉发育到一定阶段的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基上进行离体培养
③花粉在培养基所提供的特定条件下可以发生多次分裂，形成类似胚胎的构造（胚状体）或愈伤组织
④诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株
培养过程简述如下：选择材料-消毒-接种培养-愈伤组织生成-分化出单倍体植株。
3.2花粉培养过程
①选择材料
②将花粉进行预处理预培养数天，然后再分离花粉
③通过无菌操作技术，将分离出的花粉接种在人工培养基上进行离体培养
④花粉在培养基上发生多次分裂，逐渐形成胚状体或愈伤组织
⑤诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株
选择材料-消毒-接种培养-愈合组织生成-分化出单倍体植株
培养过程简述如下：选择材料-消毒-分离花粉-接种培养-愈伤组织形成-分化出单倍体植株
从培养过程可以看成花药培养和花粉培养也是不同的，因为花药培养不需要进行花粉分离这一步骤。
4.培养难易程度
20世60年代末~80 年代初，许多国家的花药培养研究工作进入了一个迅速发展的时期，到1983年，有247 种植物获得花粉植株，其中包括杏，桃，扁桃，樱桃，咖啡，柠檬，枸橼，柑桔，苹果，楸子，葡萄，荔枝，茶树，番木瓜，橡胶树，枸杞，香蕉，草莓等果树和经济林树种，其理论和应用较花粉培养技术更为完善，技术也较成熟，故花药离体培养相对较容易。
[2]
而花粉离体培养是基于花药离体培养技术发展起来的一们新技术，近年来花粉培养技术也取得了较大的进步，花粉离体培养尽管不受花药壁、药隔等二倍体细胞的干扰，但这种特殊单倍体细胞的培养技术难度较大，目前只在少数植物上获得成功。
在理论和应用上仍存在许多问题，远远没有达到建立起完善高效的花粉培养再生体系的程度，故花粉离体培养技术难度较大。
[4]
结论与展望
以上就是花药培养技术和花粉培养技术的不同，尽管两者有些不同，但是这两种技术都给育种工作带来了很大的便利，大大缩短了育种周期，简化了选育程序，提高了选择效率，排除杂种优势对后代的干扰和快速建立异化授粉植物的自交系，花药培养和花粉培养已成为一种在植物育种上十分有效的技术！
[1]Guha,S.andMaheashiwari,S.C..Cell division and differentiation of embryos in the pollen of Datura in vitro [J].Nature,1966,212:2057,97-98.
[2]武冲，唐树海，张勇等.植物花粉培养研究进展.Chinese Agricultural Science Bulletin Vol.24 No. 11 2008 November
[3]中国科学院上海植物生理研究所细胞室编译. 植物组织和细胞培养[M].上海:上海科学
技术出版社,1987:23-27,232-267.
[4]杨秀红.植物花药培养研究进展.农业科技通讯.2012。