大学课程植物组织培养9离体授粉1-组培课件.ppt

1、离 体 授 粉1引言自然杂交成功率不高为什么？1）受精前或合子期前障碍（花粉不能萌发、花粉管不能进入胚珠、花粉管在花柱中破裂）2）受精后障碍（胚和胚乳不亲合或胚乳发育不良杂种胚不能发育成熟）要想提高杂交成功率应该怎么办？（说一下思路）应对方法：蕾期授粉截断花柱子房内授粉试管受精对花柱进行热处理辐射处理混合花粉受粉等。2 术语术语试管受精：离体条件下通过在裸露的胚珠上授粉而结实的方法试管受精：离体条件下通过在裸露的胚珠上授粉而结实的方法离体授粉：通过在培养的整个雌蕊的柱头上授粉而结实的方法。以上两种方法，受精都在胚珠内发生，花粉管长入胚胎释放精子的方式几乎与自然条件下相同。离体胚珠授粉：将花粉授

2、于离体的胚珠上离体胎座授粉：把花粉授于连在胎座的胚珠上离体柱头授粉：把花粉授于柱头上离体授粉的方法步骤1）确定时间（开花、花药开裂、授粉、花粉管进入胚珠、受精）2）去雄后将花蕾套袋隔离（为什么？）避免意外授粉3）采集所需花粉4）选择适当培养基注意：保持无菌（采集花粉和胚珠、操作、培养）离体授粉成败标志：是否形成有生活力的种子。胚珠和子房培养1.胚珠培养离体授粉的需要合子及早期原胚离体培养研究基础注意：激素；椰子汁、水解酪蛋白等有时可促进胚的发育。培养基的渗透压要合适。胎座有促进种子发育的作用。应用：对于杂种胚易夭折的杂交后代，通过胚珠培养可以获得自然状态下很难得到的杂种苗。2.子房培养Nits

3、ch(1951)奠定了子房培养技术。离体培养形成的果实大小与培养条件有关。花被的功能：1）保护）保护2）产生花被因子有利于胚的正常发育。）产生花被因子有利于胚的正常发育。应用：获得杂种应用：获得杂种离体授粉中影响结实的因子1.外植体看144页第1，2段（2分钟）；对我们有何启发？尽可能使子房保持完整状态（尽量使培养环尽可能使子房保持完整状态（尽量使培养环境近似于天然环境），则有利于改善受精和境近似于天然环境），则有利于改善受精和结实情况。结实情况。进行柱头授粉时，尽量避免弄湿胚珠和柱头表面，否则将影响花粉萌发，导致花粉管破裂，造成结实不良。胚珠剥离时间：开花后12d剥离的结实率高于当天剥离的。

4、剥离胚珠时雌蕊的生理状态对离体授粉后的结实率也有影响。（在条件允许的情况下，越接近自然状态效果越好）2.培养基针对离体受粉的两个重要过程：1）花粉粒的萌发和花粉管的生长。2）受精的胚珠发育为成熟的种子。如果花粉不能在胚珠表面萌发，则需要适合花粉萌发的培养基。先对准备用做母本的植物幼龄胚珠的最适营养配比有所了解，有助于提高成功几率。3.培养条件光的影响不明显。温度可以影响结实率。水仙属培养物保存在15时的子房结实数25时4.基因型不同基因型对培养反应不同。胎座授粉1）克服自交不亲合性离体授粉方法在克服腋花矮牵牛(Petunia axillaris)自交不孕性上取得显著成功;值得注意的是，通过离体

5、胎座/心皮授粉获得的子一代也具有自交不亲和现象，且这种不亲和性通过同样的方法也能得到克服。离体授粉的应用1983年刘清琪等应用离体胎座授粉克服了怀庆地黄(Rehmannia glutinosa)的自交不亲和性。根茎 2）克服杂交不亲合性刘武林等以亚洲百合、东方百合、麝香百合3个杂交系中的5个栽培品种为试验材料,在离体条件下采用不同的授粉方式进行组间杂交,期望培育出兼有父母本优良特点的杂交种。结果表明:采用切割子房直接授粉的方式较容易克服受精前障碍,获得较高的子房膨大率。影响组间杂交成败的因素还有其亲本之间的亲和性以及受精后胚和胚乳发育的障碍。在离体条件下在离体条件下,采用非常规授粉的采用非常规

6、授粉的母本子房膨大率为母本子房膨大率为483%,483%,且能得且能得到有胚的种子到有胚的种子(见图见图1,2)1,2)而作为对照组正常授粉的母本而作为对照组正常授粉的母本,其其子房在膨大之前便出现枯萎现象子房在膨大之前便出现枯萎现象,膨大率仅为膨大率仅为45%,15 d45%,15 d左右就枯萎左右就枯萎,不能得到正常蒴果及不能得到正常蒴果及有胚的种子（见表有胚的种子（见表2 2）3）通过孤雌生殖产生单倍体单倍体的孢子体在遗传育种中是很有价值的,目前虽有延迟传粉、远缘杂交、用败育或经辐射处理的花粉刺激子房,以及对子房进行物理和化学处理等方法诱导单倍体,但单倍体诱导成功的机率仍很低,且无法控制

7、。孤雌生殖也是产生单倍体的一种途径。胚珠试管受精被用来诱导单倍体在1974年由Hess等获得成功。他们用蓝猪耳花粉离体给锦花沟酸浆的胚珠授粉后,获得单倍体的锦花沟酸浆。4）培育抗逆性新品种近年来，离体授粉技术被用于培育抗逆性植物。近年来，离体授粉技术被用于培育抗逆性植物。PETOLINEPETOLINE等观察到高温等观察到高温(38)(38)下只有耐热花粉能有效下只有耐热花粉能有效受精，从而产生表达耐热性状的玉米植株。受精，从而产生表达耐热性状的玉米植株。还有人分别在还有人分别在2020，2525，3030，3535，4040条件下培养铁炮百条件下培养铁炮百合的离体授粉雌蕊以筛选具抗热性的新品

8、种，初步得合的离体授粉雌蕊以筛选具抗热性的新品种，初步得到了到了3535条件下培养出来的小苗。条件下培养出来的小苗。离体授粉中鉴别杂种细胞比在体细胞杂交中容易的多。5 5）研究胚胎早期发育机理）研究胚胎早期发育机理离体授粉的整个过程是在一个稳定的、可控制的环境中进离体授粉的整个过程是在一个稳定的、可控制的环境中进行的，这有利于对胚胎早期发育进行生理生化分析及研究。行的，这有利于对胚胎早期发育进行生理生化分析及研究。郝慧等研究枣离体子房授粉发现，随着培养时间的延长，郝慧等研究枣离体子房授粉发现，随着培养时间的延长，胚珠及胚的败育情况不断加深胚珠及胚的败育情况不断加深;子房愈伤组织化虽然不利子房愈伤组织化虽然不利于子房的膨大，但可延缓甚至阻止胚珠的褐化和死亡于子房的膨大，但可延缓甚至阻止胚珠的褐化和死亡;胚的发育程度是影响胚挽救成功率的关键因素。胚的发育程度是影响胚挽救成功率的关键因素。还有研究结果表明：水稻离体授粉后的胚胎发育途径和体还有研究结果表明：水稻离体授粉后的胚胎发育途径和体内自然发育基本相同，只是合子和初生胚乳核首次启动分内自然发育基本相同，只是合子和初生胚乳核首次启动分裂及以后的发育均较延缓，但最终也能萌发成幼苗。裂及以后的发育均较延缓，但最终也能萌发成幼苗。思考题试述离体授粉的方法、影响结实的因子和应用范围。