单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,课题2 月季的花药培养,一、课题目标：,说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因素，学习花药培养的根本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。,二、课题重点和难点：,选取适宜的培养材料和培养基。,三、技能目标：,知道被子植物花粉发育的过程；说出产生花粉植株的两种途径；记住影响花药培养的因素，尝试花药培养的实验操作过程，并进行无菌操作；知道花药培养在育种上的意义。,2,植物的花药培养在育种上有什么意义？,花粉粒（1N）,单倍体植株（1N）,二倍体纯合子植株（2N）,缩短了育种周期，为新品种的培育开辟了新途径。,3,花的结构,4,花丝:将花药托展在空间，以利传粉，同时把营养输送到花药局部供其发育时用,花药：囊状结构，多数被子植物的花药由4个花粉囊组成，分左右两半，中间由药隔相连，花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。,（一）被子植物的花粉发育,雄蕊,基础知识,5,一、花药的发育,epidermis,thinwalled containers,vascular bundle,clinandrium,connective,囊壁,花药横切示意图,6,（一）被子植物的花粉发育,7,药室内壁,纤维层,纤维层,唇细胞,花药原始体,(初生壁细胞),花粉囊壁,8,造孢细胞 屡次有丝分裂 花粉母细胞,单核花粉,减数分裂,花粉母细胞,epidermis,thinwalled containers,vascular bundle,clinandrium,connective,9,花药及花粉粒的发育,未经分化的花药,表皮,孢原细胞,平周,分裂,初生壁,细胞,平周,分裂,药室内壁,中层,绒毡层,花粉囊壁,造孢细胞,有丝,分裂,花粉母细胞即,（小孢子母细胞）,减数分裂,4个小孢子（小孢子四分体时期）,每个小孢子（单核居中期）,每个小孢子（单核靠边期）,核分裂双核期,生殖核 生殖细胞,营养核（花粉管细胞核）,有丝分裂,2个精子,营养细胞,1个花粉粒,10,花药及花粉粒的发育,造孢细胞经不断分裂形成大量小孢子母细胞，每个小孢子母细胞经减数分裂产4个小孢子（染色体减半）。此时进入小孢子四分体时期，4个小孢子集合在一起，此后4个小孢子各自别离，成为4个单核花粉粒。核位于细胞中央，即进入单核居中期。随着细胞的扩大，细胞核由中央位置移向细胞一侧（单核靠边期），并经细胞分裂形成一个生殖核与一个营养核（双核期），进而形成2个细胞，一个生殖细胞，一个营养细胞,11,营养细胞以后与花粉管的生成和生长有关。,对于局部植物生殖细胞接着有丝分裂形成2个精子，而另一些植物需等到花粉粒萌发长出花粉管时才开始分裂成2个精子，但总之，在授粉时，每个花粉粒均能提供2个精子，且二者同营养细胞的基因型都一样。,注：此处的四分体时期不同于减数分裂中的四分体。,花粉是由花粉母细胞（即小孢子母细胞）经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。,12,卵细胞的形成,大孢子母细胞,减数分裂,4个大孢子（3个退化消失）,3次核分裂,卵细胞,2个助细胞,3个反足细胞,2个极核,13,成熟胚囊的结构与功能,反足细胞3,:数目不定,通常3个,向胚囊转运物质,极核2,:与一精子结合,发育成胚乳,助细胞2,:为卵细胞提供营养,受精前消失.,卵细胞1,:雌配子,受精后发育成胚.,14,雄蕊,（花药）,（花粉粒）,花 柱头,花柱,雌蕊,（精子2个）,卵细胞（1个）,1个精子,受精卵 胚,胚珠 极核（2个）,1个精子,受精极核 胚乳 种子,子房 珠被 种皮 果实,子房壁 果皮,（萌发）,根、茎、叶,15,（,二）产生花粉植株的两种途径,形成原因：主要取决于培养基中的激素的种类及其浓度的配比,16,体细胞胚（胚状体）：,在组织培养过程中，某些体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，被称为,体细胞胚（胚状体）,。,除了植物的体细胞外，由单倍体性细胞产生的花粉胚，也可发育成为单倍体植株。,胚状体发生过程,1、直接胚胎发生（从培养物中的器官组织，细胞或原生质体直接分化成胚，中间不经过愈伤组织）,2、间接胚胎发生（外植体先愈伤化，然后由愈伤组织细胞分化成熟）,17,（三）影响花药培养的因素,在诸多影响因素中，材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素,1、材料的选择,不同植物诱导成功率不同,同一植物的不同生理状况（花期早期初花期）,适宜的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）,为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。,此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等,18,为什么花瓣松动会给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。,19,（三）影响花药培养的因素,2、培养基的组成,20,实验操作,材料选取,材料和,消毒,接种和,培养,21,（一）材料选取,一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。（镜检看几套染色体或几个被着色的核，可区分单核期还是双核期）,最常用的方法：,醋酸洋红法。,某些植物的花粉细胞核不易着色，,采用,焙花青-铬矾法,，这种方法能将,花粉细胞核,染成,蓝黑色,。,醋酸洋红法中醋酸是染料的溶剂，在染色时增加细胞的通透性，而不引起细胞膨胀，利于染液的离子进入细胞内使染色体着色。,碱性染料不是通常所说的酸碱性，而指染料中着色基团是阴离子/阳离子，若为阳离子则为碱性染料,月季的初花期,。,22,卡诺氏液,适用于一般植物组织和细胞的固定。有极快的渗透力，可迅速穿透细胞，将其固定并维持染色体结构的完整性，并能增强染色体的嗜碱性，到达优良的染色效果。,23,二、材料的消毒：,花蕾,（70酒精）,大约30s,（无菌水）,清洗,（无菌吸水纸）,吸干水分,（0.1氯化汞溶液）,24min,（无菌水）,冲洗,月季花蕾的消毒与菊花外植体的消毒相比较，二者有何不同？,在酒精消毒前，花药不需要预先用流水冲洗、洗衣粉洗涤和软刷刷洗,24,（三）接种和培养,灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。,通常每瓶接种花药7-10个，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。,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。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。,25,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。,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,营养核和生殖核融合,造成的。）所以还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选,26,植物组织培养技术与花药培养技术的,异同点,项目,相同点,不同点,植物组织培养技术,离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进行移栽。,外植体为体细胞，染色体数,无,需加倍。,花药培养技术,取材为花药，培养的为,单倍体幼苗,，植株,弱小，高度不育,，必须用,秋水仙素处理,，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。,27,2、基因型为AaBb的水稻（条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养成试管苗。,（）愈伤组织是花粉细胞分裂形成的不规则的细胞团，愈伤组织必须从培养基中获得（）（）和小分子有机物等营养物质。,（）要促进花粉细胞的分裂分化，培养基中应有（）（）两种激素。,愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，由芽发育成叶茎。这一过程必须给予光照，其原因是（）利用光能制造有机物促进试管苗生长发育。,（）试管苗的细胞核中有（）条脱氧核苷酸链。试管苗的基因型有：,水,无机盐,生长素,细胞分裂素,叶,24,AB Ab aB ab,28,3（9分）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草 莓微型繁殖的根本过程如下：外植体 愈伤组织 芽、根 植株,请答复：,（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_ 作为外植体，其依据是_ _ 。,（2）在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_ 。,（3）在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_ 。,茎尖、根尖,茎尖、根尖不含病毒,有机物,植物激素,外植体消毒不彻底,培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低,29,