花药培养和花粉培养

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。
两者的异同点 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；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。
目只有体细胞的一半，叫做单倍体细胞(haploid cell)。
花粉和花药的培养(pollen and anther culture)是指花粉在培
养基上改变其正常发育和机能，不经受精而发生细胞分裂，
由单个花粉粒发育成完整植株的技术。 用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株，叫 做单倍体植物(haplobiont)。
花药或花粉培养的作用：
1、作物育种 （1）缩短育种周期：常规育种需4-6年获得纯系，而小 孢子培养仅需一年。
供体植株 小孢子（n）
花培 雄源自文库发育
花粉植 株（n）
自然加倍 人工加倍
纯合植株DH （2n）
一年内获得纯系
大大缩短育种周期
通 过 多 次 自 交 或 近 交 获 得 的 几 乎 是 同 质 结 合 的 品 系 单 水倍 仙体 素植 处株 理再 ）通 从过 而某 使种 植手 物段 恢使 复染 正色 常体 染组 色加 体倍 数（ 如 秋
构建永久性分离群体－双单倍体系（Doubled haploid)，用于基因定位。
双单倍体：是指单倍体细胞（花粉或卵细胞）经过人工或自发加倍后得 到双单倍体细胞，细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。
花粉植株形态发生方式
1、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。
2、愈伤组织发育途径
Ab AABb aABb AAbb aAbb
ab AaBb aaBb Aabb aabb
（2）提高了目标基因型的选择效率 例子： 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 单倍体方法： AAbb出现的概率为1/4。
单倍体 供体亲本 AaBb 花培
二倍体
AB------ --------------------> AABB aB----------------------------> aaBB Ab----------------------------> AAbb ab-- --------------------------> aabb
（2）提高了目标基因型的选择效率 例子： 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
述
花药是花的雄性器官，花药培养属器官培养；
花粉是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似
花药和花粉都可以在培养过程中诱导单倍体细胞系和单倍
体植株。
单倍体植株经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样
可缩短育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种
重要手段。
一、概
述
植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数
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) 掌握花粉发育的途径 (5) 掌握花粉培养的大致过程
花的结构
处于不同发育时期的烟草小孢子
四分体: 醋酸洋红染色
单核期
双核期
成熟花粉粒
四分体: Alexander’s 染 色
一、概
水稻花药培养
愈伤组织转接种到再生培养基
愈伤组织分化形成再生植株
花药培养
1、取材
镜检，根据花粉的发育时期，选取大小适宜的花蕾。
2、消毒
70％酒精擦洗花蕾表面，或70％酒精浸泡30-60s后在1
％次氯酸钠溶液中浸泡10-20min或在0.1％的氯化汞溶液中消毒310min，无菌水冲洗3-5次。
3、培养 固体或液体培养基均可。先进行脱分化培养，至小孢子大
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
花药培养与单倍体育种
花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植株，并使单倍体加倍，
作为育种材料的来源。 利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同基因型的配子发育而来， 具有丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后， 选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得优良杂交种子。
量分裂形成胚或愈伤，并突破花药壁表面，形成突出物（2-3周）； 后转入分化培养基培养，形成小植株。
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)
体培养基上，待花粉自动散落后，收集培养。 2、挤压法 3、机械游离 （1）磁搅拌法 （2）超速旋切法
将花药接种在预处理液或液
在烧杯或研钵中挤压花药，将花粉挤出后收集培养。 用磁力搅拌器搅拌培养液中的花药，使花粉游离出来； 通过搅拌器中的高速旋转刀具破碎花蕾、穗子、花药，
用于基因的剂量效应分析。 4、构建连锁图谱 双单倍体（DH）群体是永久性群体，能有效
地用于遗传图谱的构建 5、用于遗传转化 能直接表达外源基因，不受显隐性影响
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
（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
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
烟草花药培养
通过胚状体途径再生形成小植株
胚状体发育途径
芸苔属小孢子培养
a) 球形胚
d) 鱼雷形胚
愈伤组织发育途径
水稻花药培养
接种在平板上的水稻花药
部分花药产生愈伤组织