◆第12章-花药培养和花粉培养.pptx

安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤第第12章章花药培养和花粉培养花药培养和花粉培养第一页，共四十五页。安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤主要内容主要内容花粉和花药培养技术花粉和花药培养技术花粉和花药培养应用花粉和花药培养应用第二页，共四十五页。(1)(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掌握花药培养和花粉培养的区别(2)(2)了解花药最佳答案接种时期了解花药最佳答案接种时期了解花药最佳答案接种时期了解花药最佳答案接种时期(3)(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掌握花药培养的大致过程(4)(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掌握花粉发育的四种途径(5)(5)掌握花粉培养的大致过程掌握花粉培养的大致过程掌握花粉培养的大致过程掌握花粉培养的大致过程 教学目的与要求教学目的与要求第三页，共四十五页。胚珠胚珠胚珠胚珠第四页，共四十五页。第五页，共四十五页。花的结构花的结构花的结构花的结构 第六页，共四十五页。第七页，共四十五页。花药花药花药花药是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；是花的雄性器官，花药培养属器官培养；花粉花粉花粉花粉是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，花粉培养与单细胞培养相似是单倍体细胞，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。株。株。株。单倍体植株单倍体植株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，这样可缩短经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可缩短经过染色体加倍就成为纯合二倍体植株，这样可缩短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。育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要手段。育种周期，获得纯系。花培已成为植物育种的一种重要手段。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、概述一、概述第八页，共四十五页。安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤安徽大学细胞工程精品课程陈勤植物的花粉植物的花粉植物的花粉植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细胞的一半，叫做胞的一半，叫做胞的一半，叫做胞的一半，叫做单倍体细胞单倍体细胞单倍体细胞单倍体细胞(haploid cell)(haploid cell)。花粉和花药的培养花粉和花药的培养花粉和花药的培养花粉和花药的培养(pollen and anther culture)(pollen and anther culture)是指花粉在培养基是指花粉在培养基是指花粉在培养基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。粉粒发育成完整植株的技术。粉粒发育成完整植株的技术。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，叫做单倍体单倍体单倍体单倍体植物植物植物植物(haplobiont)(haplobiont)。一、概述一、概述第九页，共四十五页。花药培养花药培养花药培养花药培养是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的是将花粉发育至一定阶段的花药花药花药花药接种到人工培养基上进接种到人工培养基上进接种到人工培养基上进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行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的技术。技术。技术。技术。第十页，共四十五页。花粉和花药培养的研究意义花粉和花药培养的研究意义诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期诱导形成单倍体，快速获得纯系，缩短育种周期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，提高选择效率获得无病毒个体获得无病毒个体获得无病毒个体获得无病毒个体有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择有利于隐性基因控制性状的选择快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株快速获得自交系的超雄株单倍体植株育种单倍体植株育种第十一页，共四十五页。花药培养简史花药培养简史19641964年：印度学者古哈年：印度学者古哈年：印度学者古哈年：印度学者古哈(Guha)(Guha)和马斯瓦瑞和马斯瓦瑞和马斯瓦瑞和马斯瓦瑞 Maheswari Maheswari 将南将南将南将南洋金花花药培养发育成胚洋金花花药培养发育成胚洋金花花药培养发育成胚洋金花花药培养发育成胚19671967年：包金年：包金年：包金年：包金(Bourgin)(Bourgin)和尼奇和尼奇和尼奇和尼奇(Nitsch)(Nitsch)花药培养获得烟草植株花药培养获得烟草植株花药培养获得烟草植株花药培养获得烟草植株19731973年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株年：我国首次报道了小麦花药培养获得再生植株年：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第十二页，共四十五页。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。的来源。的来源。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。交组合，获得优良杂交种子。交组合，获得优良杂交种子。交组合，获得优良杂交种子。构建永久性别离群体双单倍体系构建永久性别离群体双单倍体系构建永久性别离群体双单倍体系构建永久性别离群体双单倍体系Doubled haploid)Doubled haploid)，用于基因定位。，用于基因定位。，用于基因定位。，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，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，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，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。细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。细胞经诱导分化可发育为单双倍体植株。花药培养与单倍体育种花药培养与单倍体育种第十三页，共四十五页。大大缩短育种周期大大缩短育种周期通通通通过过过过屡屡屡屡次次次次自自自自交交交交或或或或近近近近交交交交获获获获得得得得的的的的几几几几乎乎乎乎是是是是同同同同质质质质结结结结合合合合的的的的品品品品系系系系 单单单单倍倍倍倍体体体体植植植植株株株株再再再再通通通通过过过过某某某某种种种种手手手手段段段段使使使使染染染染色色色色体体体体组组组组加加加加倍倍倍倍如如如如秋秋秋秋水水水水仙仙仙仙素素素素处处处处理理理理从从从从而而而而使使使使植植植植物物物物恢恢恢恢复复复复正正正正常常常常染染染染色色色色体体体体数数数数 第十四页，共四十五页。确定取材时间确定取材时间确定取材时间确定取材时间选择大致处于所需要时期的花蕾。由于花粉发育时期和植株的某些外选择大致处于所需要时期的花蕾。由于花粉发育时期和植株的某些外选择大致处于所需要时期的花蕾。由于花粉发育时期和植株的某些外选择大致处于所需要时期的花蕾。由于花粉发育时期和植株的某些外部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，选择符合条部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，选择符合条部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，选择符合条部形态特征之间的大致相关性，因此利用这些外部标志，选择符合条件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。件的花蕾，经镜检确定花粉发育的准确时期。在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体植株较为适宜，在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为在外部形态上可根据叶枕距为5 515cm15cm，颖片禾本科植物小穗，颖片禾本科植物小穗，颖片禾本科植物小穗，颖片禾本科植物小穗基部，由苞片转变而成淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的基部，由苞片转变而成淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的基部，由苞片转变而成淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的基部，由苞片转变而成淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长度的1/21/2这些条件来判断。这些条件来判断。这些条件来判断。这些条件来判断。二、花药培养技术二、花药培养技术第十五页，共四十五页。水稻花药培养水稻花药培养旗叶鞘用旗叶鞘用旗叶鞘用旗叶鞘用7070酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍酒精擦洗一遍剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗剥去旗叶鞘，取出稻穗左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中左手持穗，右手用镊子取出花药，无菌培养皿中7070酒精，洗酒精，洗酒精，洗酒精，洗2 2遍遍遍遍用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上用接种环接种到培养基上培养培养培养培养5 5天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑褐色，天后，花药变黑