植物单倍体育种及胚胎培养
胚胎培养
胚胎培养一、胚胎培养的概念1.胚胎：植物在受精后，受精卵形成合子，随即进行第一次分裂，进而形成分生组织和幼胚，再发育成成熟胚。
2.胚胎培养：胚胎培养是植物组织培养的一个主要领域。
植物胚胎培养是指对植物的胚（种胚）及胚器官（如子房，胚珠）进行人工离体无菌培养，使其发育成幼苗的技术。
二、胚胎培养的种类以及方法1.胚培养⑴幼胚培养①定义：将子叶期以前的具胚结构的幼小胚从母体上分离出来，放在无菌的人工环境条件下使其进一步生长发育形成幼苗的技术。
②特点：幼胚培养完全是异养的，离体条件下培养要求培养基成分复杂，培养不易成功。
附：以下几种发育方式：a、胚性发育，此种方式不能萌发成苗b、早熟萌发，长成的苗十分瘦弱c、产生愈伤组织，再由愈伤组织分化形成胚或不定芽⑵成熟胚培养①特点：成熟胚培养是自养的，培养基需要简单。
②主要目的：a、研究胚发育过程的形态建成b、生长调节物质的作用c、胚与胚乳相互关系和营养要求③培养方法：将受精后成熟或未成熟种子或果实，用70%-75%酒精表面消毒几分钟；用0.1%升汞溶液或饱和漂白粉溶液消毒10min，无菌水反复冲洗；无菌操作台上，直接或在解剖镜下剥取胚接种在培养基上。
2、胚乳培养⑴定义：指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术。
⑵胚乳是由两个单倍的极核和一个单倍的精子结合而成的3倍体组织。
由它可获得无子结实的3倍体植株，进而可将它加倍成6倍体植株。
不同胚乳发育类型及发育时期直接影响外植体取材时期以及胚乳细胞产生愈伤组织频率。
胚乳培养的后代，常发生细胞染色体数目变化，形成多倍体、非整倍体等。
⑶培养的方法：取授粉4-8d后的幼果，常规消毒；无菌条件下切开果实，取出种子，分离出胚乳；接种在培养基上（MS、White等培养基，附加2，4-D或NAA 0.5～2.0，BA0.1～1.0。
），在25-270C和黑暗条件或散光下培养想成愈伤组织；转到分化培养基（MS培养基附加0.5～3.0 mg/l的BA及少量的NAA。
单倍体育种的原理优势
单倍体育种的原理优势单倍体育种是一种通过合适的方法使植物或动物产生单倍体（具有一套染色体）的繁殖方法。
通过此方法可以获得一系列单倍型（生命体现象的外在表现）有所不同的植物或动物。
单倍体育种的原理和优势可以从以下几个方面来说明。
首先，单倍体育种的原理是通过体细胞胚胎学，即通过细胞培养和体细胞植物学技术对植物进行处理，使其形成单细胞的组织培养体。
通过适当的处理方法，如诱导出愈伤组织、利用培养基中的激素等，可以促使这些组织继续发育，最终形成植株。
而这些植株则具有一套染色体，即为单倍体。
其次，单倍体育种的优势主要体现在一下几个方面。
首先，单倍体育种可以用于提高植物的遗传变异性。
由于单倍体只有一套染色体，其遗传性状的变异更容易被观察到，因此可以更方便地对植物进行杂交，以达到提高植株的遗传变异性和选择优良特性的目的。
其次，单倍体育种可以用于加速植物育种的进程。
传统的植物育种方法，如杂交育种和选择育种等，需要较长的时间来实现目标。
而单倍体育种则可以通过大量的快速繁殖，迅速获取大量的植株，并对这些植株进行筛选，从而加速植物育种的进程。
这对于如粮食作物等长周期植物的育种来说十分重要。
此外，单倍体育种还可以用于创制新的植物种质资源。
通常来说，不同物种之间的杂交是很困难的，而通过单倍体育种，则可以克服这个问题。
通过将不同物种的细胞进行体细胞培养和处理，可以获得具有两个或多个不同物种的染色体的单倍体。
这些新创制的植株可以使我们获得新物种的重要资源，可以用于改良现有物种或者进行地理适应性的研究。
最后，单倍体育种还具有较高的经济效益。
通过单倍体育种可以实现通过自交自交等自然交配方法产生大量的单倍体植株，而这些植株可以非常快速地进行繁殖和生产。
这在育种中可以大大缩短时间，提高植物的繁殖效率，进而减少育苗成本和提高产量。
总的来说，单倍体育种是一种通过合适的方法使植物或动物产生单倍体的繁殖方法。
其通过体细胞胚胎学技术，即细胞培养和体细胞植物学技术对植物进行处理，使其形成单细胞的组织培养体。
单倍体育种流程
单倍体育种流程单倍体育种流程是一种常用的植物细胞培养方法。
这种方法的主要目的是通过控制细胞生长的环境条件，让其在适当的营养基质中进行无性繁殖，生长出单倍体的植株。
下面，我将为大家介绍一下关于单倍体育种流程相关的步骤以及注意事项。
第一步：基因资料收集在进行单倍体育种之前，我们需要对目标植物的胚胎愈伤组织进行采样，获取其基因组的信息。
这一步骤需要注意的是，采样时需要遵循科学的伤口消毒和操作规范，防止细菌的侵入等问题。
第二步：培养培养基在获取了目标植物的样本之后，我们需要对其进行切割、清洗等处理步骤，将其制成所需的细胞组织。
之后，将其放入含有营养基质的培养环境中，利用高压灭菌技术进行消毒，促进培养基的生长。
第三步：愈伤组织分离将植物样本的细胞组织放置于含有生长激素（如激素、生长素等）的培养环境中进行分离处理。
这个步骤是非常重要的，因为它的目的是让植物愈伤组织快速分裂并不断产生新的细胞，最终得到足够多的单倍体植株。
第四步：胚胎培养在愈伤组织分离的基础上，我们需要对其在适宜条件下进行胚胎培养，从而最大程度地促进新细胞的产生和生长。
在这个环节中，各种生长因子和激素的添加是必要的，要谨慎监控培养环境的温度、湿度等参数，以确保细胞的生长和繁殖。
第五步：单倍体植株培养在达到足够的细胞数和组织质量之后，我们需要将这些细胞转移至含有单倍体植株的培养环境中，继续进行细胞的生长和繁殖。
这个步骤是十分关键的，因为这时我们已经可以看到培养出的单倍体植株，如果出现任何问题都会影响到后续的实验。
第六步：单倍体植株筛选与鉴定一旦我们获得了足够的单倍体植株，我们就需要进行筛选和鉴定，以确保其种质纯度与稳定性。
这个步骤中，不仅需要进行基因检测和表型检测等科学手段，还需要多方位的团队协作和精心的管理和维护。
总体而言，单倍体育种流程是一项复杂的实验技术。
虽然流程中的每个步骤都十分重要，但是对每一个环节的细心、耐心和专业度，才是保障这个实验成功的最大保证。
1314 单倍体育种与胚胎培养
E. 液体培养基利于幼胚培养，固体培养基利于成 熟胚培养。
3、胚培养的意义
◆ 克服远缘杂交中杂种胚的早期夭折
◆ 成熟胚培养快速繁殖
◆ 培养物作为转基因受体材料
◆ 理论研究领域（器官发生、胚乳的 作用、胚胎切割？）
二、胚珠培养
ovule culture of plants
未受精胚珠
受精胚珠 愈伤组织
◆ 接种：无菌条件下剥开幼花，夹出子房并接种于培养
基（MS、N6等）。
◆ 培养：T26℃,RH50-60%，16h散射光。
1、材料的选择
主要考虑两个方面的问题：
（1）品种间的差异（与植物基因型关系密切）
（2）胚囊发育时期（对胚状体诱导频率起关键作用）
2、培养基
3、接种方式
主要应考虑两方面的问题：
◆ 胚乳再生植株的染色体倍性变异
很少三倍体(稳定型)，大多为二倍体，非整倍体 (畸变型)。 WHY？
畸变型胚乳类型：多倍性细胞嵌合体，核型胚乳
核型胚乳：被子植物中最普遍的胚乳发育形式。 初生胚乳核第一次分裂和以后的多次分裂不伴随 细胞壁的形成，胚乳核游离在胚囊中。 细胞型胚乳：从初生胚乳核分裂开始，产生细胞 壁，形成胚乳细胞。
◆原因: • 胚乳愈伤发生的部位：不同部位胚乳细胞 染色体组成不同。 • 培养基中外源激素的种类和水平：
• 继代培养间长短：
花粉单倍体植物的培养程序及其技术关键
花粉培养
低温预处理
消毒
取下花蕾（镜检） 取花药
选幼年树花蕾
接种 预培养数天
分离 花粉 过滤离心
药壁向花粉提供营养物质； 通过药壁吸收、贮存和转化 培养基中的外源物质
再生
花粉植株的倍性：
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。
单倍体及单倍体育种中存在的理论问题
单倍体及单倍体育种中存在的理论问题摘要:单倍体一般是指由生物产生的配子发育而来的个体,染色体组数是正常生物体的一半。
单倍体育种是现代作物育种中的重要的育种方法之一,利用花药培养等方法诱导产生单倍体,并使其单一的染色体各自加倍成对,成为有活力、能正常结实的纯合体,从而选育出作物新品种的方法。
由于多数的植物是二倍体,此育种方法具有快速获得纯合正常植株的优点。
关键词:单倍体染色体组单倍体育种不育?摇育种年限染色体变异高中生物教材重点介绍了单倍体和单倍体育种及其与其他育种方法的异同。
在涉及该部分知识点时,存在不少理论上的值得讨论的问题。
以下就主要的问题加以讨论:一、单倍体都来自配子发育通常教材中讲到的单倍体是由雄核发育(孤雄生殖)或雌核发育(孤雌生殖)而来,即由配子发育而来。
且雄核发育一般是在人工条件下完成,如花药离体培养得到单倍体。
事实上,自然界中的单倍体还有其他来源。
①自发产生。
该来源与多胚现象常有联系,其中最可能的原因是温度骤变或异种、异属花粉的刺激。
②假受精。
即雌配子经花粉或雄核刺激后未受精而产生的单倍体植株。
③半受精。
雌雄配子都参加胚发生,但不发生核融合,因而产生具父母本来源的嵌合植株。
人工获得单倍体的途径除了最常用的花药和花粉离体培养,还有多种其他的方法。
①利用远缘的异属花粉授粉:刺激柱头,使胚囊中卵细胞发育成种子;②弱化花粉授粉:花粉人工贮藏一段时期后进行授粉,由于花粉萌发能力弱,不能完成正常的受精作用,但可引起卵细胞发育成种子;③化学药剂处理:如用2、4-D、赤霉素、秋水仙素等处理柱头;④用高剂量射线照射过的花粉授粉;⑤异常温度处理、机械刺激子房等;⑥将近缘作物相互授粉,一段时间后将幼胚置于培养基上进行离体培养,在胚胎发育的早期,其中一方的染色体消失,即可获得单倍体植株。
从以上事实可以看出,虽然有些单倍体不是由配子直接发育而来,但几乎都是在胚胎发生的时候由于某种原因丢失了来自雄配子或雌配子的染色体,即单倍体只含有双亲中一方的遗传物质。
植物细胞工程的原理、方法和应用
植物细胞工程原理、方法和应用一．植物细胞工程的原理及方法植物细胞具有全能性，即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
而让细胞发挥出全能性的方法，就是细胞脱分化。
细胞脱分化，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成为未分化细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成完整小植株，这就是愈伤组织再分化。
归结起来，植物细胞工程的主要原理是植物细胞的全能性，以及单倍体育种、植物的低温储藏等。
现在我们就来着重谈一谈植物细胞全能性，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。
受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。
因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的D NA序链和相同的细胞质环境。
当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。
可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。
于是就象一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。
所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。
一.植物组织培养技术植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上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产品的技术。
狭义是指组培指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
育种课件第12章 植物细胞工程与育种
植物细胞工程（plant cell engineering）是以 植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。 它以细胞为基本单位，在体外（in vitro）条件下进行 培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意 愿生产某种物质的过程。
Control of in vitro culture
（4）花蕾和花药的预处理 对于有些物种，培养前对 花药和花蕾进行预处理，能显著提高培养效果。
Vegetative Generative
3 to 5°C
Microspore
Similar nuclei
3 to 5°C
Tobacco
10 5
5°C for 72 h Control
0 0 3 7 12 Days in Culture
2.7 单倍体细胞培养与植物育种 单倍体是高度不育的，需要进行加倍处
理才能应用。秋水仙素是常用的染色体加倍 药剂，可以用1%的秋水仙素对正处于对数 生长期的悬浮细胞进行处理，一般24h左右。 也可在固体培养基中加适当浓度的秋水仙素。
A品种 × B品种
↓
F1杂交种 ↓
小孢子培养或花药培养
单倍体培养
- less competition among microspores - no diploid anther walls - greater potential haploid plant production
Anther/Microspore Culture
2.2 单倍体育种的优点
（1）后代的快速纯合 在异花授粉作物中， 可用单倍体产生加倍单倍体（DH系），从中 筛选纯合自交系用于杂交制种。 （2）提高选择效率 如某一性状受一对基因 控制，F1采用花药或花粉培养，产生的后代 中AA个体占1/2，比常规杂交育种提高一倍。
第十四章植物胚胎培养
一、胚培养
胚培养
成熟胚培养
幼胚培养
胚培养过程
1、 成熟胚培养
成熟胚储藏有丰富的养料，在简单培养基上就可以培养，方法比较简单。将成熟的种子用75%的酒精进行表面消毒数秒至数十秒，再用漂白粉饱和水溶液或0.1%氯化汞水溶液消毒5~15min，然后用无菌水冲洗三次。无菌解剖种子，将胚取出，接种子培养基上，常规条件培养。
2）细胞型胚乳 不经过游离阶段而按正常的细胞分裂方式进行。胚乳出生核第一次分裂后即形成两个子细胞，以后每次分裂都形成细胞壁。某些合瓣花植物属于此类。
3）沼生目型胚乳 是核型与细胞型之间的中间型。初生胚乳核第一次分裂为细胞型，以后两个细胞中的核进行游离核分离。
2、影响胚乳培养的因素
胚乳是一种独特的组织，事实上我们培养胚乳的首要目的也是为了直接获得三倍体植株。
被子植物胚乳
是双受精的产物，由两个极核和一个雄配子融合形成，所以在染色体倍性上属于三倍体。
裸子植物胚乳
在受精前就已形成，是配子体的一部分，由大孢子直接分裂发育而成，因此它是单倍体组织。
胚乳按发育初期是否形成细胞壁可分为三种类型。
1）核型胚乳 胚乳最初发育经过一段游离阶段，绝大多数被子植物的胚乳属于核型胚乳。
3） 愈伤组织 在许多情况下，幼胚在离体培养中首先发生细胞增殖，形成愈伤组织。一般来讲由胚形成的愈伤组织大多为胚性愈伤组织，这种胚性愈伤组织很容易分化形成植株。
3 、 胚培养的意义 1.胚培养克服远缘杂交Fra bibliotek孕和幼胚败育
2.成熟胚培养快速繁殖
3.胚培养物作为转基因受体材料
二、子房培养
3）育种
子房培养包括授粉前和授粉后的子房培养。
离体栽培学整理
绪论二、园艺植物离体培养学的基本含义（一）、植物离体培养（Plant in vitro culture）是指通过无菌操作分离植物体的一部分即外植体（explant），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离体培养最终获得再生植株或目的产品的技术与方法。
（二）、植物离体培养包括：1．器官和器官原基培养：包括根、茎、叶、花器官及其原基的培养。
2．胚胎培养：以胚胎为基础的培养技术,包括原胚和成熟胚培养,胚乳培养,胚珠或子房培养以及离体授粉。
3．组织培养：包括分生组织，形成层组织，节间组织，愈伤组织或其他组织的培养。
4．细胞培养：包括体细胞、花粉性细胞；单细胞、多细胞或是悬浮细胞的培养。
5．原生质体培养及其以原生质体为基础的培养：包括原生质体培养，原生质体融合和原生质体的遗传转化的培养等。
三、园艺植物离体培养学的特点1．培养条件可以人为控制2．生长周期短、繁殖率高3．管理方便，利于自动化控制四、园艺植物组织培养学的研究对象及任务1.采用植物组织培养的技术来进行快繁，以促进良种繁育工作的开展；2.采用植物组织培养技术改良育种技术和途径，以不断创造更多更好的品种；3.采用植物组织培养技术来培育无病毒苗，以解决病毒危害，克服退化，提高种性；4.采用植物组织培养技术保存重要的种质材料；5.开展园艺植物激素生理、营养代谢、光合作用和形态建成等基础理论方面的研究；6.研究高频再生体系为转基因等分子生物学研究打下基础。
第一章植物细胞全能性及培养条件一、植物细胞的全能性指植物的每个细胞都具有该植物体的全部遗传信息，并且有形成植物体所有细胞类型，直至发育成完整植株的能力。
二、植物离体培养的外界环境条件（一）温度1、温度的影响为保持一定的温度，一般在密闭保温较好的培养室中进行，由空调机或调湿机等来调节室温和湿度。
若要求更高或更低的温度，可使用装有日光灯的培养箱。
培养箱可安装在培养室之外任何方便和安全的地方。
无论液体或固体培养，大多采用25±2℃的温度，因种类不同，适合的范围也不同。
植物胚胎培养的类型及应用
植物胚胎培养的类型及应用
植物胚胎培养是一种利用植物单倍体及细胞特性进行无性繁殖的技术，利用培养基，通过植物单倍体的发芽，新体系的形成，及子代的生长发育
的过程，从而获得植物的活细胞和生物体。
植物胚胎培养有多种类型，主
要包括：单胚培养、双胚培养、植株培养、根系培养、离体培养等。
单胚培养是从植物胚胎中取出单一的胚，再在培养基中培养，进行无
性繁殖。
由于胚容易发芽，可以获得大量优良材料，因此被广泛应用于植
物新品种的繁殖。
双胚培养是从双倍体植物中取出2个胚，然后在培养基上培养，以获
得一定的杂种后代。
此方法适用于品种的建立，新基因的检测和育种研究。
植株培养是将植物全株放置在特定的培养基中，在给定的环境条件下
培养，其根、茎、叶及果实等组织都得以生长发育，形成植株，具有多种
特性。
这种培养方式主要用于检测植物耐病性、耐药性、耐抗性等的研究。
根系培养是将植物的根系摘取下来，置于特殊培养基中培养，以便取
得多型系统，加快繁殖效率。
根系培养主要用于种类的品种改良，抗病育
种等工作。
第5节 单倍体植物
第5节单倍体植物培养1单倍体概念单倍体生物是指细胞中仅含配子染色体的个体。
单倍体植物比单倍体动物多见。
在自然界中偶尔也能见到天然诱发的单倍体植株。
它们通常经以下途径发育而成：(1)孤雌繁殖途径体植株。
植物卵细胞不经受精而发育成单倍体胚，继而长成单倍(2)孤雄繁殖途径精子进入胚囊后不与卵细胞受精而独自发育成单倍体胚，再发育成株，卵细胞退化消失。
(3)无融合生殖精卵结合后，不仅受精卵发育，由于某种原因，助细胞或反足细胞也与受精卵形成的二倍体胚同步发育成单倍体胚，形成双胚或多胚种子。
主要手段：刺激子房单性结实、花药和花粉培养1.1单倍体植物三个明显的特点：体细胞染色体数减半；生长发育弱，体形小、各器官明显减小；雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代。
1.2单倍体的应用潜力（意义）：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与诱变育种相结合可以提高诱变频率；④与细胞融合相结合，使这一育种途径更具有实际应用意义；⑤作为遗传工程受体更为有效（当代表达）；⑥用作基础遗传研究的各个领域 1.3加倍后的二倍体特点：属于真正的纯系。
和常规多代自交纯化方法相比，可节省大量的时间和劳力。
2花药培养2.1概念：花药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。
属器官培养还是细胞培养？（提问）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。
由于花粉已是单倍体细胞，诱发它经愈伤组织或胚状体发育成的植株都是单倍体植株。
优点：不受花药的药隔，药壁、花丝等体细胞的干扰；缺点：较花粉培养难度大。
属器官培养还是细胞培养？为何更多的要花药培养?(药壁提供营养) （提问）共同的目的：花粉细胞→单倍体(haploid)细胞→单倍体植株（但不是最终目的但具应用潜力，为什么？）→经染色体加倍→正常结实二倍体植株。
单倍体育种的原理是
单倍体育种的原理是
单倍体育种是一种通过雄性花粉或胚胎培养等方式，以单倍体为起始材料进行育种的方法。
其原理主要包括以下几点：
1. 单倍体来源：单倍体材料可以通过诱导自发性或人工诱导的某些特定条件下产生的雄性花粉或胚胎来获得。
在自发产生的情况下，可能是由于某些基因突变或病毒感染等因素导致某些植物个体发育出单倍体花粉或胚胎。
而人工诱导则是通过某些物理或化学手段来诱导产生单倍体材料。
2. 配子体系：在单倍体育种中，需要采用两种不同的单倍体亲本进行配子体系的建立。
一般来说，一种单倍体亲本作为雄株（父本），提供雄性花粉或胚胎，而另一种单倍体亲本作为雌株（母本），提供受精卵或胚胎营养。
这样可以保证杂交过程的进行。
3. 环境控制：为了增加单倍体育种成功率，需要对环境进行恰当的控制。
例如，控制光照、温度、湿度等条件以促进花粉或胚胎的生成和发育，以及通过适当的培养基的配制和营养物质的添加来提供足够的养分供给。
4. 培养和筛选：一旦获得了单倍体材料，需要进行培养和筛选，以获得理想的表型。
培养过程中，可以通过添加生长调节物质、激素等来促进植株生长和发育。
筛选则是通过选择具有所需性状的植株，如产量高、耐病虫害等来进行。
总之，单倍体育种通过利用单倍体材料，建立配子体系，进行
适当的环境控制和培养筛选，可用于加速育种进程，提高杂交育种效率。
然而，在实际应用中，还需要考虑到遗传纯度、杂种优势和市场需求等方面的因素。
植物的胚胎培养
养。
分为两种类型：授粉胚珠培养
未授粉胚珠培养
（1）胚珠培养的意义:
➢ 防止杂种胚早期败育，获得杂种植株；也为拯救 心型期胚或心型期以前的胚胎提供了新的途径。
➢ 授粉前胚珠培养，可作为试管受精的基础； ➢ 未授粉胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于
单倍体育种。
（2）胚珠培养方法: A、材料的选择和灭菌： 未授粉胚珠：开花前1-6天， 授粉胚珠：授粉后1-120天不等，较晚 时期有利于胚的发育。 灭菌：先对子房或外表组织消毒灭菌后， 后取出胚珠培养。
越小，糖浓度要求越高，成熟胚，2%；而幼胚，4％甚至 更高浓度的蔗糖。如曼陀罗的前心形期胚培养要求8%的蔗 糖含量，而鱼雷期要降到%～0.5%。
氨基酸：谷氨酰胺是促进离体胚生长最有效的氨基酸； 酪蛋白水解物（CH），不同物种的离体胚对
CH的浓度要求不同 。 胚乳提取物。一般认为，八分成熟的椰乳对幼胚培养作
成小植株，因此，培养基相对简单，一般只需要大 量元素和糖即可，有些培养为了打破种子休眠也加 入一些植物激素。
水稻成熟胚培养
观赏与药用（紫杉醇） 种子有休眠特性
台湾红豆杉成熟胚培养
种子有休眠特性 （种皮与未完成 后熟的原因）
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony
(3) 克服种子休眠
有些植物种子休眠期很长，如鸢尾（lris），一
般种子成熟后要休眠2～3年才能萌发，在培养基 上几天内种子就能萌发。 植物种子休眠的原因可能来自胚乳，因为离体胚 如果带着胚乳培养，胚的生长就受到抑制。具有 休眠特性的种子，其胚离体培养时，在培养基中 加入1～2 mg/L的赤霉素，对打破种子休眠有显 著作用。
植物的胚胎培养
表8-1 荠菜胚胎不同发育时期对营养旳需求（引自Torrey，19
胚发育时期 胚长（μm）营养要求
球形胚早期 22-60 球形胚晚期 61-80
心形胚期 81-450
不不小于40 μm旳胚对营养旳需求不详
基本培养基（大量元素①+微量元素②+维生 素③+2%蔗糖）+IAA（0.1 mg/L）+KT （0.001 mg/L）+硫胺腺嘌呤（0.001 mg/L）
植物旳胚胎培养是指对植物旳胚、子房、胚珠和胚 乳等胚胎组织进行离体培养，使其发育成完整植株 或者离体研究植物胚胎发生机理旳生物技术。
胚乳
胚 子房 胚珠
8.1 离体胚培养 8.2 植物胚珠和子房培养 8.3 离体授粉、受精与合子培养 8.4 胚乳培养
8. 1.1 离体胚培养旳概念 离体胚培养（embryo culture）指从植物种子中分
离体胚培养还可用于许多重大理论问题旳研 究，如胚胎发育过程，影响胚发育旳多种原因， 胚乳作用以及与胚发育有关旳代谢和生理变化等。
(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，不但能够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旳研究等。
水稻成熟胚培养
欣赏与药用（紫杉醇） 种子有休眠特征
台湾红豆杉成熟胚培养
种子有休眠特征 （种皮与未完毕 后熟旳原因）
牡丹成熟胚旳离体培养与迅速繁殖
Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony
8.1.3 幼胚培养（immature embryo culture） 是指对发育早期胚或未成熟胚旳培养，即供给一
单倍体育种
单倍体育种单倍体育种是指体细胞仅含有一套染色体的植物。
在自然环境中，有许多单倍体植物，它们具有独特的生物学特征和遗传特性。
单倍体育种在农业、园艺和科学研究中都具有重要意义。
单倍体育种的特点单倍体植物与双倍体植物相比具有一些独特的特点。
由于它们只包含一套染色体，其基因组结构相对简单，遗传信息相对容易分析。
此外，由于单倍体植物可以通过无性繁殖形成新的个体，这种繁殖方式更为迅速和有效。
单倍体植物的外貌和生长习性也有所不同。
一些单倍体植物可能具有更大的叶片、花朵或果实，生长速度可能更快。
在园艺领域中，人们常常利用这些特点培育新品种，以满足不同需求。
单倍体植物的应用农业在农业生产中，一些单倍体植物被广泛利用。
例如，马铃薯就是一种单倍体植物，其种植面积广泛，成为人们日常膳食中不可或缺的重要作物之一。
单倍体植物还常用于杂交育种。
通过利用单倍体性状的优势，育出更具高产、抗病虫、耐逆性等优良性状的新品种，为农业生产提供了重要支持。
园艺在园艺领域，单倍体植物的应用也十分广泛。
一些观赏植物如报春花、紫罗兰等都是单倍体种类，它们具有丰富多彩的花色和花型，受到园艺爱好者的喜爱。
园艺师们还通过无性繁殖来快速繁衍单倍体植物，可以更快地获得大量同质个体，减少遗传变异，保持良好的品种稳定性。
科学研究单倍体植物在科学研究中也具有重要意义。
由于其基因组的相对简单性，单倍体植物被广泛应用于基因组学和遗传学研究中。
科学家们可以更深入地了解基因组结构和功能，探究生物进化和遗传规律。
单倍体植物也被用于疾病抗性研究等方面，为人类健康和植物保护提供了重要参考和支撑。
结语单倍体育种作为一类特殊的植物群体，在农业、园艺和科学研究中发挥着重要作用。
随着人们对植物遗传资源的深入了解和利用，单倍体植物的研究应用领域也将得到进一步拓展，为促进农业生产、美化环境和推动科学进步做出更多贡献。
单倍体植物试管受精与胚胎发育研究
单倍体植物试管受精与胚胎发育研究自然繁殖过程中，植物受精后会产生二倍体胚胎，而试管受精可使植物产生单倍体胚胎。
单倍体细胞的染色体数目为二倍体细胞的一半，因此具有诱导突变的优点。
单倍体植物胚胎研究可提供新的优质良种和举措，对植物育种、遗传学和生物技术的发展都有着积极的影响。
一、单倍体植物的应用1. 植物育种单倍体植物研究是植物育种过程中常用的一种技术。
利用单倍体植物进行育种，其基因型可能比原基因组更多样化，可以创造出更加适合环境和强健的新品种。
由于单倍体植物具有突变的可能性，也可以产生高产、高耐性、高品质等新的优质良种，提高农作物的抗病性、生产量和品质等指标，也可以为现代农业做出贡献。
2. 遗传学单倍体植物受精后，其基因组向两极体分裂时存在随机染色体丢失的可能性，这意味着单倍体在相比于二倍体来说是非常稀缺的并且异质性高的。
利用单倍体技术可以产生各种突变，将其用于遗传学研究中，可以更深刻地感知基因的作用和基因调控机制，对于基因的发掘和功能研究有着重要意义。
3. 生物技术随着生物技术的持续发展，单倍体植物的应用也愈加广泛。
单倍体植物繁殖快速，育苗容易，且具有良好的再生能力，这些特点使得单倍体植物在生物技术领域中被广泛应用。
例如，可利用单倍体植物产生转基因植物，用于研究转基因表达的效率以及生物安全性等。
此外，单倍体植物也可进行组培和微繁殖，并在医药领域中应用。
二、单倍体植物胚胎产生技术1. 雄性不育系单倍体植物胚胎是由一雄一质体或两个雄体所组合产生的，因此研究单倍体植物胚胎的首要问题是制作或获得雄性不育系或受体种。
雄性不育系受花粉体育性染色体与其余染色体配对不对称所导致。
进一步的研究表明，花粉体胚乳区位点基因的剂量变化、多倍体分子等也会导致雄性不育系的产生。
目前，不同植物品种的雄性不育系已经制备出多种，为单倍体植物研究提供了技术保障。
2. 受精在受精性质上，受精后的生殖细胞产生的是一般的二倍体胚胎，不能产生配子。
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1、幼胚培养过程： 、幼胚培养过程：
取子房 常规表面消毒 解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。 解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。 固体培养 幼胚的发育方式： 幼胚的发育方式： 1）胚性发育； ）胚性发育； 2）早熟发育； ）早熟发育； 3）产生愈伤组织 ）
2、成熟胚培养过程---以玉米成熟胚培养为例 、成熟胚培养过程 以玉米成熟胚培养为例 1）玉米种子消毒 ） 2）在黑暗条件下，将种子放在无菌湿润的含滤纸的 ）在黑暗条件下， 培养皿中培育6hr。 培养皿中培育 。 3）将吸涨的种子在无菌培养皿内将胚分离出来 ） 4）无菌水冲洗 次 ）无菌水冲洗3次 5）在MS培养基中暗培养。 培养基中暗培养。 ） 培养基中暗培养 6）观察：2d出现胚根，3-4 d出现胚芽，10d长成幼 出现胚根， 出现胚芽， ）观察： 出现胚根 出现胚芽 长成幼 苗。
玉米成熟胚的培养
三、培养基与培养条件
1、培养基 、 2、培养条件： 、培养条件： 糖类： 1）糖类： 2）附加成分 3）光照 培养方式： 4）培养方式： 幼胚培养适于液体培养， 幼胚培养适于液体培养， 成熟胚适于固体培养
四、胚培养的应用
1)在远缘杂交育种中: 1)在远缘杂交育种中:克服杂种胚不能正常发育 在远缘杂交育种中 2)克服珠心胚的干扰 克服珠心胚的干扰, 2)克服珠心胚的干扰,提高育种效率 3)缩短育种周期 3)缩短育种周期 4)测定休眠种子的萌发率 4)测定休眠种子的萌发率 5)理论研究中的应用 5)理论研究中的应用
一、花药和花粉的培养方法： 花药和花粉的培养方法：
（一）花粉发育时期： 花粉发育时期：
1、适宜时期：单核期,尤其是单核中、晚期 单核靠边期 、适宜时期：单核期 尤其是单核中 晚期(单核靠边期 尤其是单核中、 单核靠边期)
营养细胞 生殖细胞 精子
雄配子体的发育
花粉粒形态： 花粉粒形态：
花粉粒即雄配子体 花粉粒即雄配子体。为2细胞花粉或3细胞花粉 雄配子体。 细胞花粉或
（二）培养过程
1、花药培养过程： 、花药培养过程： 1）预处理 低温冷藏是最常用的方法 低温冷藏是最 ）预处理:低温冷藏是最常用的方法 2）表面消毒 ） 3）接种 ） 4）培养形成花粉植株。 ）培养形成花粉植株。 花粉---愈伤组织-----愈伤组织---苗 花粉---愈伤组织---苗 花粉---胚状体-----胚状体---苗 花粉---胚状体---苗 选幼年树花蕾
胚乳培养过程
胚乳
愈伤组织
形态发生
胚状体发育成苗
不定芽苗
胚乳植株染色体数目的检查
取根尖、 取根尖、幼叶或愈伤组织 0.2%-0.5%秋水仙素碱溶液在 ℃浸泡 秋水仙素碱溶液在25℃浸泡4-8hr 秋水仙素碱溶液在 流水冲洗5-10min 流水冲洗 卡诺氏液或FAA液固定 卡诺氏液或 液固定 1mol盐酸，60 ℃水浴 盐酸， 水浴8-10min 盐酸 染色、压片、镜检、 染色、压片、镜检、计数
第二节 花药和花粉培养的应用 ----单倍体植株育种 单倍体植株育种
诱导形成单倍体，快速获得纯系， 1、诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种 周期； 周期； 2、有利于筛选隐性突变体，提高选择效率; 有利于筛选隐性突变体，提高选择效率; 3、有利于隐性基因控制性状的选择 4、快速获得自交系的超雄株
大大缩短育种周期
第三节 胚胎培养
胚胎培养是指将植物的胚胎与母体分离， 胚胎培养是指将植物的胚胎与母体分离，培 是指将植物的胚胎与母体分离 养在人工的培养基上形成幼苗的过程， 养在人工的培养基上形成幼苗的过程，包括 幼胚培养、成熟胚培养、胚乳培养、 幼胚培养、成熟胚培养、胚乳培养、胚珠培 养以及子房培养。 养以及子房培养。 胚培养 本章内容 胚乳培养 胚珠和子房培养
花药培养脱毒
1974年日本：花药培养可以脱除草莓病毒； 年日本：花药培养可以脱除草莓病毒； 年日本 花药采取时期 单核期：花蕾4-6mm，花药1mm 单核期：花蕾4 mm，花药1 花药诱导愈伤组织培养基 MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖30g+琼脂7 蔗糖30g+琼脂 MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 增殖分化培养基 MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖30g+琼脂7 蔗糖30g+琼脂 MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 生根培养基 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7 MS+IBA0.2mg/L+活性炭 蔗糖20g+琼脂 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7g/L
水稻花药培养过程： 水稻花药培养过程：
旗叶鞘用70％ 旗叶鞘用70％酒精擦洗一遍 70 剥去旗叶鞘， 剥去旗叶鞘，取出稻穗
左手持穗，右手 左手持穗， 用镊子取花药， 用镊子取花药， 放无菌培养皿中
无菌水洗3 无菌水洗3次
10％漂白粉10 min ％漂白粉
用接种环接种 到培养基上
培养5 培养5天，花药变褐，20天后花药裂 花药变褐，20天后花药裂 长出淡黄色的花粉愈伤组织， 开，长出淡黄色的花粉愈伤组织， 先长芽，后长根，形成幼苗。 先长芽，后长根，形成幼苗。
果皮 糊粉层
胚乳培养
胚乳
胚乳培养是指将胚乳从母体上 胚乳培养是指将胚乳从母体上 分离出来， 分离出来，在无菌的环境条件 下培养， 下培养，使其生长发育形成幼 苗的过程。 苗的过程。
一、胚乳培养过程
胚乳外植体制备:种子消毒---取出胚乳 胚乳外植体制备 种子消毒---取出胚乳 种子消毒--培养:White MS诱导培养基---25 27℃--暗或弱 White或 诱导培养基---25培养 White或MS诱导培养基---25-27℃--暗或弱 光 发育:诱导形成愈伤组织----再分化形成胚状体或 诱导形成愈伤组织---发育 诱导形成愈伤组织----再分化形成胚状体或 不定芽---生根培养----植株。 ---生根培养----植株 不定芽---生根培养----植株。
（二）激素种类和浓度
细胞分裂素可促进胚状体形成； 细胞分裂素可促进胚状体形成； 可促进胚状体形成 生长素可诱导愈伤组织形成 可诱导愈伤组织形成。 生长素可诱导愈伤组织形成。 细胞分裂素与生长素比值高时可诱 细胞分裂素与生长素比值高时可诱 导愈伤组织分化苗
（三）蔗糖浓度
较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织； 较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织； 浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织 浓度蔗糖可使愈伤组织分化成 蔗糖可使愈伤组织分化成苗 较低 浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗。
第六章 单倍体培养及胚胎培养
本章主要内容： 本章主要内容： 花粉和花药培养技术 花粉和花药培养应用
本章教学目的与要求
(1)掌握花药培养和花粉培养的区别； 掌握花药培养和花粉培养的区别； 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； 了解花药最佳接种时期； 了解花药最佳接种时期 (3)掌握花药培养的大致过程； 掌握花药培养的大致过程； 掌握花药培养的大致过程 (4)掌握花粉发育的四种途径； 掌握花粉发育的四种途径； 掌握花粉发育的四种途径 (5)掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤； 掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤； 掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤 (6)了解胚珠培养和子房培养的操作步骤。 了解胚珠培养和子房培养的操作步骤。 了解胚珠培养和子房培养的操作步骤
草莓花药愈伤组织,再生植株 花药植株 草莓花药愈伤组织 再生植株,花药植株 再生植株
2、花粉培养 、
花粉培养成苗途径与花药培养比较: 花粉培养成苗途径与花药培养比较 相同点： 相同点： 胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径 胚状体成苗途径、 不同点： 不同点： 花粉培养： 花粉培养： 需进行花粉的分离 特殊的花粉诱导培养
单倍体植株染色体加倍的方法
1、自然加倍 、 2、人工加倍：用秋水仙素溶液浸苗、处理愈伤组 、人工加倍：用秋水仙素溶液浸苗、 织和用含0.4% 0.4%秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体植 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。 株的顶芽、腋芽，可得到能结实的二倍体植株。 3、愈伤组织反复继代培养，可得到二倍体植株。 继代培养， 、愈伤组织反复继代培养 可得到二倍体植株。
二、培养基与培养条件
培养基
培养条件
三、胚乳再生植株的染色体倍数
稳定型： 稳定型：三倍体 畸变型：除少数是三倍体， 畸变型：除少数是三倍体，多数是由多种倍性 细胞组成的嵌合体
三、单倍体植株染色体加倍的方法 单倍体植物天然发生的途径： 单倍体植物天然发生的途径：
孤雌生殖： 孤雌生殖：由未受精的卵单独发育成个体的特殊生殖方式， 可分为自然孤雌生殖和人工孤雌生殖。 蜂王(雌蜂)产生受精的和未受精的两种卵，由受精卵发育 成雌性个体——蜂王和工蜂，由未受精卵发育成雄蜂。
无配子生殖： 无配子生殖：胚囊中卵细胞以外的细胞不经受精 而发育形成胚的生殖方式，由助细胞、反足细 而发育形成胚的生殖方式， 胞或极核等非生殖性细胞发育成胚的现象。 孤雄生殖：精子细胞核和卵质结合后的胚胎发育， 孤雄生殖：精子细胞核和卵质结合后的胚胎发育， 或雄性配子的直接胚胎发育的生殖方式
胚的发育
种子的结构
胚培养
胚培养：采用人工的方法将胚从种子、 胚培养：采用人工的方法将胚从种子、子房或胚珠 中分离出来，再放在无菌的条件下， 中分离出来，再放在无菌的条件下，让其进一步 生长发育，以至形成幼苗的过程。 生长发育，以至形成幼苗的过程。
一、培养类型
1、幼胚培养