1、课题课题2 2 月季的花药培养月季的花药培养 花中皇后月季又称花中皇后月季又称“月月红月月红”，自然花期自然花期5至至11月月，开花连续不断开花连续不断，通常扦插就可以成活通常扦插就可以成活。知识回顾n单倍体育种的过程？单倍体育种的过程？花药离体培养（花药离体培养（N）单倍体植株（单倍体植株（N）秋水仙素处理，秋水仙素处理，使染色体翻倍使染色体翻倍植株（植株（2N）特点：特点：1 明显缩短育种年限明显缩短育种年限2 后代植株都为纯合子。后代植株都为纯合子。正常植株（正常植株（2N）花的结构花的结构花托花托花萼花萼花瓣花瓣雄蕊雄蕊花药花药花丝花丝雌蕊雌蕊柱头柱头花柱花柱子房子房花丝花丝花药：花药
2、：囊状结构，内有很多花粉囊状结构，内有很多花粉1 雄蕊雄蕊一、基础知识一、基础知识2 花粉的概念花粉的概念:由由花粉母细胞花粉母细胞经过经过减数分裂减数分裂形成形成的的单倍体的生殖细胞单倍体的生殖细胞.思考：思考：1.1.被子植物花粉发育过程中的四分体时期被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？段吗？2.2.花粉粒中花粉粒中两个精子和花粉管细胞核的两个精子和花粉管细胞核的基基因型因型相同相同吗？吗？花粉的发育过程花粉的发育过程 减数减数分裂分裂有丝有丝分裂分裂四分体时期 单核期 双核期 4个小孢子个小孢子减数分裂减数分裂有
3、丝分裂有丝分裂4个花粉管细胞核个花粉管细胞核4个生殖细胞核个生殖细胞核有丝分裂有丝分裂8个精子个精子1花粉母细胞花粉母细胞2NNNN3.3.花粉粒类型花粉粒类型一个成熟的花粉粒即为雄配子体，有两种情况：一个成熟的花粉粒即为雄配子体，有两种情况：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）有些植物的花粉，在成熟前，生殖有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。一个营养核和两个精
4、子。二核花粉粒二核花粉粒:三核花粉粒三核花粉粒:被子植物的雌蕊n1、关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（、关于被子植物花粉发育的说法，不正确的是（）nA、花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的、花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的nB、被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果、被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果nC、被子植物的花粉的发育要经历四分体时期、单核期、被子植物的花粉的发育要经历四分体时期、单核期、双核期等阶段双核期等阶段nD、花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到、花粉粒在发育过程中，核先位于细胞一侧，再移到细胞中央细胞中央BD注：花粉母细胞经减数分裂形成注：花粉母细胞经减数分裂形
5、成4 4个单核花粉粒，每个个单核花粉粒，每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成1 1个花粉管细胞个花粉管细胞核和核和1 1个生殖细胞核，每个生殖细胞核再进行一次有丝个生殖细胞核，每个生殖细胞核再进行一次有丝分裂生成分裂生成2 2个精子。个精子。（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径 快速阅读快速阅读P38页有哪两种途径？原因是什么？页有哪两种途径？原因是什么？花药花药胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织丛芽丛芽生根生根植株植株abcde1形成原因：主要取决于培养基中形成原因：主要取决于培养基中 种类及其浓度配比。种类及其浓度配比。2植株的特点：植株的
6、特点：植株，植株弱小，植株，植株弱小，。激素激素单倍体单倍体高度不育高度不育思考：思考：1.1.为什么愈伤组织和胚状体到丛芽分别称为分化和再分化？为什么愈伤组织和胚状体到丛芽分别称为分化和再分化？2.2.花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？1.1.为什么为什么胚状体胚状体和和愈伤组织愈伤组织到丛芽分别称为到丛芽分别称为分化分化和和再分化再分化？思思 考考 2.2.花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？花粉植株弱小，高度不育，是否就没有利用价值？用于单倍体育种技术，可明显缩短育种周期，培育纯合用于单倍体育种技术，可明显缩短育种周期，培育纯
7、合新品种。新品种。胚状体就像种子，有胚芽、胚轴、胚根等结构。胚状体胚状体就像种子，有胚芽、胚轴、胚根等结构。胚状体到丛芽就是由原始的分化状态继续生长和分化完成的。到丛芽就是由原始的分化状态继续生长和分化完成的。而愈伤组织形成丛芽的过程是从脱分化状态进入再分化而愈伤组织形成丛芽的过程是从脱分化状态进入再分化形成丛芽的过程。形成丛芽的过程。部分花药通过胚状体途径形成小植株部分花药通过胚状体途径形成小植株烟草花药培养烟草花药培养胚状体发育途径愈伤组织转接种到再生培养基愈伤组织转接种到再生培养基愈伤组织分化形成再生植株愈伤组织分化形成再生植株水稻花药培养水稻花药培养愈伤组织发育途径部分花药产生愈伤组织
8、部分花药产生愈伤组织接种在平板上的水稻花药接种在平板上的水稻花药n1、材料的选择、材料的选择n 不同植物的诱导成功率不同不同植物的诱导成功率不同.n 同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有同一植物的不同生理状况也对诱导成功率有直接的影响直接的影响.（一般选月季的初花期）（一般选月季的初花期）n 合适的花粉发育期合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）（单核居中期与靠边期之间）n2、培养基的组成、培养基的组成（MSMS培养基培养基+不同比例的植物生不同比例的植物生长调节激素）长调节激素）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等(三三)、影响花
9、药培养的主要因素、影响花药培养的主要因素注意：选择最合适的花粉发育时期注意：选择最合适的花粉发育时期:单核期单核期 不选择单核期之前花药原因：不选择单核期之前花药原因：花药质地幼嫩，容易破碎花药质地幼嫩，容易破碎；不选择单核期之后花药原因：不选择单核期之后花药原因：花瓣开始松动，给材料消毒带来困花瓣开始松动，给材料消毒带来困难困难难困难；挑选单核期花药方法：应当选挑选单核期花药方法：应当选择完全未开放的花蕾，微生物少，择完全未开放的花蕾，微生物少，易消毒。易消毒。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，微答：花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药
10、，生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。给材料的消毒带来困难。为什么花瓣松动会给材为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？料的消毒带来困难？在月季花药培养成单倍体植株的过程中，选择哪在月季花药培养成单倍体植株的过程中，选择哪个时期最易成活（个时期最易成活（）A.A.单核期前的花药单核期前的花药 B.B.单核期后的花药单核期后的花药 C.C.单核期花药单核期花药 D.D.双核期双核期C（一）材料的选取（一）材料的选取:染色镜检染色镜检2.2.针对不易着色的花粉细胞核，采用的方法针对不易着色的花粉细胞核，采用的方法是：是：。花粉细胞核被染成。花粉细胞核被染成 色。色。1.1.确定花粉发育时期的
11、最常用的方法确定花粉发育时期的最常用的方法有有 。机理：醋酸洋红为机理：醋酸洋红为 性染色剂，性染色剂，易被碱性染料着色易被碱性染料着色染成染成红色红色。醋酸洋红法醋酸洋红法 焙花青焙花青-铬矾法铬矾法 蓝黑蓝黑碱碱染色体染色体碱性染料不是通常所说的酸碱性，而指染料中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基团是阴离子/阳离子，若为阳离子则为碱性染料。阳离子，若为阳离子则为碱性染料。（二）材料的消毒（二）材料的消毒（无菌吸水纸）（无菌吸水纸）吸干水分吸干水分（0.1氯化汞溶液）氯化汞溶液）24min（无菌水）（无菌水）冲洗冲洗花花蕾蕾（70酒精）酒精）大约大约30s（无菌水
12、）（无菌水）清洗清洗1.1.与菊花外植体的消毒相比较，有何不同？为什么？与菊花外植体的消毒相比较，有何不同？为什么？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。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。因为月季花蕾因为月季花蕾外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。（三）接种和培养（三）接种和培养思考：思考：1 1、为何不能损伤花药且要彻底去除花丝？、为何不能损伤花药且要彻底去除花丝？2 2、培养时需要注意哪些事项？、培养时需要注意哪些事
13、项？与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体形成与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体形成损伤花药，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织，损伤花药，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织，即得不到单倍体。即得不到单倍体。花药开裂长出花药开裂长出愈伤组织愈伤组织或释放出或释放出胚状体。胚状体。长出的长出的愈伤组织要及时转愈伤组织要及时转移到分化培养基上移到分化培养基上；释放的胚状体，；释放的胚状体，必须在花药开裂后尽快将幼小植必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，否则这些植株将很难分开株分开，否则这些植株将很难分开。温度控制在温度控制在2525左右，不需要光照。左右，不需要光照。幼小幼小植株植株形成后才需
14、要形成后才需要光照光照。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。（主要原因是现染色体倍性的变化。（主要原因是营养核和生殖核融合营养核和生殖核融合造成的）造成的）所以还所以还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选1.1.在月季花药培养成单倍体植株的过程中，哪个时期最易成在月季花药培养成单倍体植株的过程中，哪个时期最易成活活?（）A A、单核期前的花药、单核期前的花药 B B、单核期后的花药、单核期后的花药 C C、单核期花药、单核期花药 D D、双核期、双核期2.
15、2.关于月季的花药培养技术与菊花的组织培养技术的不同，关于月季的花药培养技术与菊花的组织培养技术的不同，下列说法不正确的是下列说法不正确的是 ()A A花药培养需发育时期适宜的花蕾花药培养需发育时期适宜的花蕾B B花药培养对培养基配方的要求更为严格花药培养对培养基配方的要求更为严格C C培养基配制方法完全不同培养基配制方法完全不同D D花药裂开后长出的愈伤组织或释放的胚状体要及时换培养花药裂开后长出的愈伤组织或释放的胚状体要及时换培养基基课堂练习课堂练习CC3.3.某高等植物体细胞内假设有某高等植物体细胞内假设有6 6条染色体，它们是条染色体，它们是AaBbDdAaBbDd，那么，一个花粉管中
16、的两个精子中的染色体是？那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是？（）A A、ABDABD和和abd Babd B、AbDAbD和和abd abd C C、AaBAaB和和Bbd DBbd D、AbdAbd和和AbdAbdD4.4.关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是 ()A A花粉可通过愈伤组织发育成植株花粉可通过愈伤组织发育成植株B B花粉可通过胚状体进一步分化成植株花粉可通过胚状体进一步分化成植株C C主要由培养基中激素的种类及用量决定途径主要由培养基中激素的种类及用量决定途径D D产生胚状体是花药离体培养中特有的途径产生胚状体
17、是花药离体培养中特有的途径D1.答：答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为代紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或或AAsusu。如果运用常规育种方法，将如果运用常规育种方法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在如果利用花药培养的技术，在F1代产生的花粉中就可能有代产生的花粉中就可能有Asu的组合，
18、再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育）。这种方法可以大大缩短育种周期。种周期。课本P40练习 二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段。二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段。菊花茎的组织培养菊花茎的组织培养月季花药培养月季花药培养不不同同点点外植体细胞外植体细胞类型类型体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞培养结果培养结果正常植株正常植株单倍体植株单倍体植株光的要求光的要求每日照射每日照射12 h幼苗形成后才需幼苗形成后才需要照光要照光相同点相同点理论依据、培养基的配制方法、无菌理论依据、培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同技术及接种操作等基本相同2.菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同
