月季的花药培养课件

7．基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通 过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形 成试管苗。 水 无机 （1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中 生长素 获得 、 和小分子有机物等营养物质。 细胞分裂素 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 和 两种激素。 叶绿素的形成需要光 试管苗的生长发育所需营养来自 （3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再 叶绿体利用光能制造的有机物 由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其 24 原因是 ①_________________ ② 。 AB、Ab、aB
为什么花瓣松动会给 为什么花瓣松动会给 材料的消毒带来困难？ 材料的消毒带来困难？
答：花瓣松动后，微
生物就可能侵入到花药，
给材料的消毒带来困难。
四、实验操作 （一）材料选取
1、从花药看：月季的初花期 从花粉看：单核期 从花蕾看：完全未开放的 2、通过镜检来确定是否处于适宜的发育期。
方法：醋酸洋红法(将染色体染成红色)
自主测评
课堂练习:
下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两 种途径，请据图回答有关问题：
(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要 因素，一般来说选用 单核 期的花粉可提高成功率。 选择花粉时，一般要通过 镜检 来确定花粉是否处于 合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常 用的染色剂是 醋酸洋红 。 (2)上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要 取决于培养基中激素的种类及其浓度配比 。 (3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组 织的细胞排列疏松无规则，是一种高度 液泡化 的薄壁 细胞，胚状体与 受精卵 发育形成的胚有类似的结构， 即具有胚芽、胚轴和胚根。 (4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请 说明下列各项需要消毒，还需要灭菌。①培养基，②培 养皿，③接种环，④花蕾，⑤实验操作者的双手，⑥三 角锥形瓶。①②③⑥ (填编号)需要灭菌， ④⑤ (填 编号)需要消毒。
原因：培养基中的激素种类及浓度配比
胚状体——在组织培养过程中，某些细胞在形态上转
变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过
程亦与合子胚类似；
神奇的人工种子
胚状体发育途径 :通过胚状体途径形成小植株
烟草花药培养
愈伤组织发育途径 水稻花药培养
接种在平板上的水稻织转接种到
2、培养基的组成：
花药培养所采用的培养基各成分中植物生长调节 剂的水平和配比起决定作用。 ⑴诱导愈伤组织或胚状体产生的培养基：广泛使用 2， 4-D、IAA； ⑵诱导分化的培养基常除去2，4-D而以IBA代之。
3、其他因素：
亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种 密度等对诱导成功率都有一定的影响。
⑤挑选单核期花药的方法 为了挑选到单核期的花药， 通常选择完全未开放的花蕾。 盛开的或略微开放的花，都不 宜选作实验材料。 ⑥选择完全未开放花蕾的 原因 完全未开放的花蕾， 可挑选到单核期的花药， 菌少、易消毒
⑦花药培养时间
一般月季的花药培养时间选在5月初到5月的中 旬，即月季的初花期。初花期的花蕾营养状态 及生理状态会比较好，可提高花粉的诱导成功 率。
植物组织培养技术与花药培养技术的比较
项目
相同点
不同点
植物组织 离体的植物 外植体为体细胞，染色体数 培养技术 组织经脱分 无需加倍。 化形成愈伤 组织，再分 取材为花药，培养的为单倍 化成丛芽， 体幼苗，植株弱小，高度不 花药培养 诱导出根， 育，必须用秋水仙素处理， 技术 然后进行移 使染色体加倍，恢复正常植 栽。 株的染色体数，而且为纯种。
的单倍体的生殖细胞.
花粉发育过程
小孢子四分体
单核
双核
花粉母细胞 （小孢子母细胞）
有丝分裂
减数分裂
4个小孢子
1个小 孢子
（单细胞花粉粒）
花粉粒 （双核）
小 孢 子 母 细 胞
花粉 母细 胞
减 数 分 裂
小孢子
（小孢子四分体时期
单核居中期
单核靠边期
双核期）
有丝 分裂
花粉管细胞核
营养细胞 生殖细胞
有分 丝裂
3、接种是否成功
如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体， 花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基， 以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。
课堂小结
被子植 花粉 物的花 粉发育 花粉发育经 基础 历的时期 知识 产生途径 材料与培养基 影响因素 其他因素
月 季 的 花 药 培 养
材料的选取 实验操作 消毒 接种和培养 结果分析与评价
4、鉴定和筛选
在花药培养中，特别是通过愈伤组 织形成的花粉植株，常常会出现染色体 倍性的变化（主要原因是营养细胞核和 生殖细胞核融合造成的）。
四、 结果分析与评价
1、选材是否恰当
选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通 过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。
2、无菌技术是否过关
如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培 养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。
5、无菌水冲洗3～5次
花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态
（三）接种和培养
1、剥取花药 在无菌条件下除去萼片和花瓣用镊子取出花药 注意： ①勿损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产 生二倍体的愈伤组织。 ②要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药 不利于愈伤组织或胚状体的形成。 2、接种
立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花 药7-10个。
愈伤组织分化形
三、影响花药培养的因素
1、材料的选择： ①选材是否成功是花药培养成功的关键。 不同植物的诱导成功率很不相同，就同 一种植物来说亲本的生理状况对诱导成功率 也有直接影响。 ②选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的 重要因素。 因为并不是任何时期的花粉都可以经过培 养产生愈伤组织或胚状体，花粉发育的过程中， 只有某一个时期对离体刺激敏感。
知识回顾
• 单倍体育种的过程？
正常植株（2N） 花药离体培养（N） 植株（2N） 单倍体植株（N） 秋水仙素处理， 使染色体翻倍
特点：1 明显缩短育种年限 2 后代植株都为纯合子。
课题背景
一、基础知识
（一）被子植物的花粉发育 花丝
1 雄蕊
花药：囊状结构，内有很多花粉
2 花粉的概念:由花粉母细胞经过减数分裂形成
③花药培养时期的选择 一般来说，在单核期，细胞核由中央移向 细胞一侧的时期，花药培养的成功率最高。即： 最适合花药培养的时期为单核靠边期。 ④其它时期选择的缺点 选择单核期以前的花药接种，质地幼嫩，极易 破碎； 选择单核期之后的花药接种，花瓣已有些松动， 又给材料的消毒带来困难，且难以挑选到单核 期的花药。
花药（载玻片上）→1%的醋酸洋红1滴→用镊柄将花药捣碎， 盖上盖玻片→镜检（花粉粒的细胞核被染成红色）
焙花青-铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色)。
花药（在卡诺氏固定液中处理20min）→取出，置于载玻片上 →焙花青－铬矾溶液染色→盖上盖玻片→镜检（花粉粒的细胞核 被染成蓝黑色）
（二）材料的消毒
1、花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30秒 2、无菌水清洗 3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 4、放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2～4分钟 （质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）
经过
（
2 ）个精子(n)
（ 有丝 ）分裂 （ 营养）细胞（n）
（生殖 ）细胞（n）
（ 生殖）细胞核（n） （花粉管 ）细胞核（ n） （ 有丝 ）分裂
单核（ 靠边）期（n）
双核期
（二）产生花粉植株的两种途径
花药中 ① 的花粉
花药中 ② 的花粉
脱分化
分化
胚状体
再分化
丛芽
诱导
脱分化
愈伤组织
丛芽 生根
移栽
生殖细胞核
精子
花粉囊
花药
成熟 花粉
小孢子母细胞
小孢子
花粉粒 （双核期）
活动1：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题： 单 倍体的_______ 生殖 细胞. 1．花粉是___
被子植物的花粉是在 花药 中由 花粉母细胞 减数 分裂形成的。 2．花粉的发育要经历不同的时期：
小孢子母细胞（2n）
（ 减数 ）分裂 （ 小孢子四分体 ）时期（n） 单核（ 居中）期（n）
月季的花药培养
花中皇后月季又称“月月红”，自然花期5至11月， 开花连续不断 ，通常扦插就可以成活。
1964年，印度科学家在培养茂业曼陀罗的 花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而 来的单倍体植株。 说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件 下也具有发育成完整植株的潜能。 自20世纪60年代以来，世界上已有250多种 高等植物的花药培养获得成功。 我国已经培育成功近50种植物的花粉再生 植株，如小麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。
3、培养 ①培养条件：温度控制在25℃左右，不需要 光照。幼小植株形成后才需要光照。 ②培养：一般经过20-30天培养后，会发现花药 开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。 长出愈伤组织则将愈伤组织及时转移到分化培养 基上，以便进一步分化出再生植株。
③注意：如果花药开裂释放出胚状体，则一个 花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开 裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培 养基上，否则这些植株将很难分开。