植物生物技术.pptx
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液体悬浮培养法：花粉分散接种于液体培养基中 优点：营养吸收和环境条件好，大规模培养
（二）双层培养法：在琼脂培养基上部加入薄层液体花粉培养液进行培养。可以保持良
好湿度，利于花粉生长。
（三）看护培养：将单个花粉接种于滤纸上，再置于愈伤组织之上培养。优点是操作简
便，成功率高；缺点是不能再显微镜下直接观察。
植物花粉和花药培养
➢花粉培养 ➢花药培养
第一节 花粉培养
花粉培养（pollen culture）：是指当花粉发育到一定阶段，从花药中分离出单个花粉
粒，接种到培养基上改变正常发育和机能，不经受精作用而发生细胞分裂并诱导单倍体再生植株 的方法。
花粉培养的意义 花粉小孢子发育途径 花粉分离方法 花粉培养的方法 花粉植株形态发生方式 花粉植株的再生与驯化移栽 影响花粉培养的主要因素
诱导率有显著变化 （三）花粉发育时期：随着供体植株的老化，花粉对离体培养的反应能力大大下降 （四）培养前和培养初期的预处理：预处理措施主要是低温处理。机理：一是低温可
以改变花粉粒第一次有丝分裂的纺锤体轴向；二 是低温作用可以使花粉保持较长时间的活力 （五）培养基：花粉愈伤组织分化为植株需要较低浓度生长素和高浓度细胞分裂素； 花粉植株诱导频率随培养基中蔗糖浓度升高而增大 小孢子培养过程中会产生有毒物质，注意活性炭的添加和培养基的更换
胚状体
心形期
鱼雷期
子叶期
小植株
。
六、花粉植株的再生与驯化移栽
植株长至5~6片叶以上大小时可进行移栽。 移栽前的驯化：打开培养容器，室内自然 光下放置3~4d，取出小苗，洗去培养基， 移入准备好的基质中。
。
七、影响花粉培养的主要因素
（一）供体植株的基因型：基因型不同，诱导形成再生植株的难易程度有较大差异 （二）供体植株的生理状态和栽培条件：植株的生理形态和接种季节对花药愈伤组织
光照
（六）培养条件
温度
。
第二节 花药培养
花药培养（anther culture）：将完整的花药接种到培养基上使花粉粒改变正常发育和
机能，不经受精而发生细胞分裂，诱导形成单倍体再生植株的过程。
一、花药培养的意义 二、花药的采集和处理 三、花药培养 四、影响花药培养效率的因素 五、花药单倍体植株的再生与鉴定 六、单倍体植株的染色体加倍
一、花药培养的意义
为了获得单倍体植株，为基础 研究和育种提供有用的材料
二、花药的采集和处理
（一）花药的采集：选取生命力强、颗粒饱满的花药，一 般以花粉单核中、晚期为佳
花药
1、低温预处理：较低温度处理时间段，较高温度处理时间长
的
2、秋水仙碱液预处理：秋水仙碱是一种染色体加倍剂，阻碍纺锤丝的形成
处理
一、花粉培养的意义
花粉培养是细胞工程育种中的重要 手段之一。
在育种领域花粉培养与常规杂交育 种、远缘杂交育种、诱变育种以及 转基因技术相结合。是生物技术在 农作物育种中应用最广泛、最有成 效的方法之一。
二、花粉小孢子发育途径
（一）小孢子的正常发育
（二）离体培养条件下的小孢子发育
离体培养的原始细胞：花粉 花粉形成植株的途径称为花粉孢子体发育途径
（四）微室培养：将花粉接种于一个由上下两个盖玻片与一金属圈封闭围成的小室内，一
定条件下培养。其特点是可以循环供应营养液。最大优点是花粉生长可 以尽量少地受到代谢产物积累的影响。
。
五、花粉植株形态发生方式
（一）器官发生途径
愈伤组织
适当比例生长素和细胞分裂素的分化培养基
产生芽或根
小植株
（二）胚状体发生途径
产生非单倍体植株） 殖核融合 一次分裂
花粉植株
生殖核和营养核共同参与花粉孢子体的形成
营养核与生
。
三、花粉分离方法
取小孢子处于单核中晚期的新鲜材料，接种前先经低温（8~10℃） 预处理，然后选用下列方法游离小孢子。
（一）机械分离法：单核中期花粉的幼花蕾
消毒
无菌水冲洗
花药
培养液
挤压花药 花粉粒
40μm网筛过滤
花粉悬浮液
500~800r/min离心3min
弃上清
三次
花粉密度调整至1*104~5*104个/mL
Hale Waihona Puke Baidu
离心
机械分离对花粉造成损伤较大
（二）散落花粉法：花药
液体培养基悬浮
花粉自然释放
取走花药
。
四、花粉培养的方法
花粉培养的方法主要有液体培养、双层培养、看护培养、微室培养。
（一）液体培养
液体浅层培养法：悬浮花粉在培养皿中形成一浅薄膜 优点：易于添加新鲜培养基，可以镜检
3、甘露醇预处理：可提高成功率
。
三、花药培养
（一）培养基
碳源：高浓度蔗糖不利于体细胞的生长，但不妨碍花药
的生长
氮源：有机氮源对细胞初级培养的早期生长有利
植物生长调节剂：生长素和细胞分裂素比例适
当，能促进孢子体的小孢子发育
（二）培养条件 （三）培养过程
。
四、影响花药培养效率的因素
（一）供试材料的基因型 （二）供试材料的生理状态 （三）花粉的发育时期
根据小孢子第一次有丝分裂的情况将雄核的发育分为：
•A途径（不均等分裂）：花粉的营养细胞 不均等分裂
数次有丝分裂
花粉粒
多细胞团 胀破花粉壁
胚状体
生殖核不参与花粉孢子体的形成
•B途径（均等分裂）：单核小孢子
均等分裂
细胞壁将小孢子分隔
两个营养型细胞
两次分裂
多细胞花粉
胀破
花粉壁 胚状体或愈伤组织
•C途径（不均等分裂、 ：已经进行过第一次配子体有丝分裂花粉中
。
五、花药单倍体植株的再生与鉴定
花药发育成小植株有愈伤组织和胚状体两种发育途径。再生 植株并非完全由小孢子发育而来。
鉴定再生植株的来源： ➢遗传学，一般是通过染色体数量来确定植物的倍性 ➢形态学层次，观察不同倍体植株生长发育时的形态特征差异，间接确定植物倍 性 ➢分子生物学层次，流式细胞仪测定基因组DNA含量，直接确定再生植株倍性 ➢细胞学层次，染色体计数直接鉴定法和叶片保卫细胞叶绿体计数间接鉴定法
。
六、单倍体植株的染色体加倍
物理方法：温度骤变、机械创伤、电离和非电离辐射 化学方法：秋水仙素化学药剂处理 生物方法：细胞杂交
。
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
（二）双层培养法：在琼脂培养基上部加入薄层液体花粉培养液进行培养。可以保持良
好湿度，利于花粉生长。
（三）看护培养：将单个花粉接种于滤纸上，再置于愈伤组织之上培养。优点是操作简
便，成功率高；缺点是不能再显微镜下直接观察。
植物花粉和花药培养
➢花粉培养 ➢花药培养
第一节 花粉培养
花粉培养（pollen culture）：是指当花粉发育到一定阶段，从花药中分离出单个花粉
粒，接种到培养基上改变正常发育和机能，不经受精作用而发生细胞分裂并诱导单倍体再生植株 的方法。
花粉培养的意义 花粉小孢子发育途径 花粉分离方法 花粉培养的方法 花粉植株形态发生方式 花粉植株的再生与驯化移栽 影响花粉培养的主要因素
诱导率有显著变化 （三）花粉发育时期：随着供体植株的老化，花粉对离体培养的反应能力大大下降 （四）培养前和培养初期的预处理：预处理措施主要是低温处理。机理：一是低温可
以改变花粉粒第一次有丝分裂的纺锤体轴向；二 是低温作用可以使花粉保持较长时间的活力 （五）培养基：花粉愈伤组织分化为植株需要较低浓度生长素和高浓度细胞分裂素； 花粉植株诱导频率随培养基中蔗糖浓度升高而增大 小孢子培养过程中会产生有毒物质，注意活性炭的添加和培养基的更换
胚状体
心形期
鱼雷期
子叶期
小植株
。
六、花粉植株的再生与驯化移栽
植株长至5~6片叶以上大小时可进行移栽。 移栽前的驯化：打开培养容器，室内自然 光下放置3~4d，取出小苗，洗去培养基， 移入准备好的基质中。
。
七、影响花粉培养的主要因素
（一）供体植株的基因型：基因型不同，诱导形成再生植株的难易程度有较大差异 （二）供体植株的生理状态和栽培条件：植株的生理形态和接种季节对花药愈伤组织
光照
（六）培养条件
温度
。
第二节 花药培养
花药培养（anther culture）：将完整的花药接种到培养基上使花粉粒改变正常发育和
机能，不经受精而发生细胞分裂，诱导形成单倍体再生植株的过程。
一、花药培养的意义 二、花药的采集和处理 三、花药培养 四、影响花药培养效率的因素 五、花药单倍体植株的再生与鉴定 六、单倍体植株的染色体加倍
一、花药培养的意义
为了获得单倍体植株，为基础 研究和育种提供有用的材料
二、花药的采集和处理
（一）花药的采集：选取生命力强、颗粒饱满的花药，一 般以花粉单核中、晚期为佳
花药
1、低温预处理：较低温度处理时间段，较高温度处理时间长
的
2、秋水仙碱液预处理：秋水仙碱是一种染色体加倍剂，阻碍纺锤丝的形成
处理
一、花粉培养的意义
花粉培养是细胞工程育种中的重要 手段之一。
在育种领域花粉培养与常规杂交育 种、远缘杂交育种、诱变育种以及 转基因技术相结合。是生物技术在 农作物育种中应用最广泛、最有成 效的方法之一。
二、花粉小孢子发育途径
（一）小孢子的正常发育
（二）离体培养条件下的小孢子发育
离体培养的原始细胞：花粉 花粉形成植株的途径称为花粉孢子体发育途径
（四）微室培养：将花粉接种于一个由上下两个盖玻片与一金属圈封闭围成的小室内，一
定条件下培养。其特点是可以循环供应营养液。最大优点是花粉生长可 以尽量少地受到代谢产物积累的影响。
。
五、花粉植株形态发生方式
（一）器官发生途径
愈伤组织
适当比例生长素和细胞分裂素的分化培养基
产生芽或根
小植株
（二）胚状体发生途径
产生非单倍体植株） 殖核融合 一次分裂
花粉植株
生殖核和营养核共同参与花粉孢子体的形成
营养核与生
。
三、花粉分离方法
取小孢子处于单核中晚期的新鲜材料，接种前先经低温（8~10℃） 预处理，然后选用下列方法游离小孢子。
（一）机械分离法：单核中期花粉的幼花蕾
消毒
无菌水冲洗
花药
培养液
挤压花药 花粉粒
40μm网筛过滤
花粉悬浮液
500~800r/min离心3min
弃上清
三次
花粉密度调整至1*104~5*104个/mL
Hale Waihona Puke Baidu
离心
机械分离对花粉造成损伤较大
（二）散落花粉法：花药
液体培养基悬浮
花粉自然释放
取走花药
。
四、花粉培养的方法
花粉培养的方法主要有液体培养、双层培养、看护培养、微室培养。
（一）液体培养
液体浅层培养法：悬浮花粉在培养皿中形成一浅薄膜 优点：易于添加新鲜培养基，可以镜检
3、甘露醇预处理：可提高成功率
。
三、花药培养
（一）培养基
碳源：高浓度蔗糖不利于体细胞的生长，但不妨碍花药
的生长
氮源：有机氮源对细胞初级培养的早期生长有利
植物生长调节剂：生长素和细胞分裂素比例适
当，能促进孢子体的小孢子发育
（二）培养条件 （三）培养过程
。
四、影响花药培养效率的因素
（一）供试材料的基因型 （二）供试材料的生理状态 （三）花粉的发育时期
根据小孢子第一次有丝分裂的情况将雄核的发育分为：
•A途径（不均等分裂）：花粉的营养细胞 不均等分裂
数次有丝分裂
花粉粒
多细胞团 胀破花粉壁
胚状体
生殖核不参与花粉孢子体的形成
•B途径（均等分裂）：单核小孢子
均等分裂
细胞壁将小孢子分隔
两个营养型细胞
两次分裂
多细胞花粉
胀破
花粉壁 胚状体或愈伤组织
•C途径（不均等分裂、 ：已经进行过第一次配子体有丝分裂花粉中
。
五、花药单倍体植株的再生与鉴定
花药发育成小植株有愈伤组织和胚状体两种发育途径。再生 植株并非完全由小孢子发育而来。
鉴定再生植株的来源： ➢遗传学，一般是通过染色体数量来确定植物的倍性 ➢形态学层次，观察不同倍体植株生长发育时的形态特征差异，间接确定植物倍 性 ➢分子生物学层次，流式细胞仪测定基因组DNA含量，直接确定再生植株倍性 ➢细胞学层次，染色体计数直接鉴定法和叶片保卫细胞叶绿体计数间接鉴定法
。
六、单倍体植株的染色体加倍
物理方法：温度骤变、机械创伤、电离和非电离辐射 化学方法：秋水仙素化学药剂处理 生物方法：细胞杂交
。
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03