8月季的花藥培養(yǎng)2

1、課題2 月季的花藥培養(yǎng)課題2 月季的花藥培養(yǎng)一、課題目標：說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，說出影響花藥培養(yǎng)的因素，學習花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)，嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。二、課題重點和難點：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。三、技能目標：知道被子植物花粉發(fā)育的過程；說出產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑；記住影響花藥培養(yǎng)的因素，嘗試花藥培養(yǎng)的實驗操作過程，并進行無菌操作；知道花藥培養(yǎng)在育種上的意義。點此播放教學視頻 花的結(jié)構(gòu)點此播放教學視頻 基礎(chǔ)知識一、被子植物的花粉發(fā)育閱讀課本P37P40點此播放教學視頻 一、被子植物的花粉發(fā)育雄蕊：花絲花藥：囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有很多花粉粒花粉是小孢

2、子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的，因此，花粉是單倍體的生殖細胞?；ǚ鄣陌l(fā)育要經(jīng)歷：四分體時期、單核期、雙核期點此播放教學視頻 花粉發(fā)育過程減數(shù)分裂有絲分裂點此播放教學視頻 注意：二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管細胞核和生殖細胞核。（精子在花粉管中形成）三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖細胞進行一次有絲分裂，形成兩個精子，這樣的花粉在成熟時，含有一個營養(yǎng)核和兩個精子。兩個精子和一個營養(yǎng)核的基因型相同。1花粉母細胞4個小孢子減分有分4個花粉管細胞核4個生殖細胞核有分8個精子點此播放教學視頻 小孢子母細胞（2n）小孢子時期（n）四分體時期（n）雙核期4個生殖細胞核（n）4個花粉管細胞核（n

3、）4個生殖細胞（n）4個營養(yǎng)細胞（n）42個精子(n)有絲分裂減數(shù)分裂單核期（n）有絲分裂點此播放教學視頻 練習：寫出花粉的發(fā)育過程的發(fā)育過程（學生板書）假如一種生物體細胞有條染色那么它的小孢子母細胞、小孢子、花粉管細胞核、生殖細胞核各有多少條染色體？如果小孢子母細胞的基因型為AB（兩對基因位于兩對同源染色體上）那么小孢子、花粉管細胞核和生殖細胞核的基因型是什么？答案：小孢子母細胞個小孢子單核居中期單核靠邊期花粉粒答案：、，AB或A或B或。無論哪一種，來源于同一個小孢子的花粉管和生殖核的基因一定相同點此播放教學視頻 二、產(chǎn)生花粉植株的兩條途徑花粉花粉胚狀體愈傷組織叢芽叢芽生根移栽脫分化分化再分

4、化誘導胚狀體點此播放教學視頻 1、材料的選擇2、培養(yǎng)基的組成（MS培養(yǎng)基+不同比例的激素）3、親本植株的生長條件、材料的低溫預處理以及接種密度等對誘導成功率都有一定影響三、影響花藥培養(yǎng)的因素點此播放教學視頻 影響花藥培養(yǎng)的因素1、材料的選擇：不同種類植物的誘導成功率不同。同一種植物，親本植株的生理狀況對誘導成功率有直接影響。合適的花粉發(fā)育時期：花期早期時的花藥最佳。選擇最合適的花粉發(fā)育時期不選擇單核期之前花藥原因：花藥質(zhì)地幼嫩，容易破碎；不選擇單核期之后花藥原因：花瓣開始松動，給材料消毒帶來困難困難；挑選單核期花藥方法：應當選擇完全未開放的花蕾，菌少，易消毒。點此播放教學視頻 2、培養(yǎng)基的組成

5、花藥培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)基各成分中植物生長調(diào)節(jié)劑的水平和配比起決定作用。誘導愈傷組織或胚狀體產(chǎn)生的培養(yǎng)基：廣泛使用2，4-D、IAA和KT；誘導分化的培養(yǎng)基常除去2，4-D而以IBA或BA等代之。3、其他因素：材料的低溫處理、接種密度、培養(yǎng)的環(huán)境條件等對誘導的成功率都有一定的影響。點此播放教學視頻 實驗操作一、材料的選取二、材料的消毒三、接種和培養(yǎng)點此播放教學視頻 （一）材料的選取1、選擇花藥一般通過鏡檢來確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。2、確定花粉發(fā)育時期最常用方法：醋酸洋紅法；焙花青鉻礬法。實驗操作點此播放教學視頻 鑒定花粉： 最常用的方法是醋酸洋紅法：花藥（載玻片上）1%的醋酸洋紅1滴用

6、鑷柄將花藥搗碎，蓋上蓋玻片鏡檢（花粉粒的細胞核被染成紅色）某些植物的花粉細胞核不易著色，需要采用焙花青鉻釩法：花藥（在卡諾氏固定液中處理20min）取出，置于載玻片上焙花青鉻釩溶液染色蓋上蓋玻片鏡檢（花粉粒的細胞核被染成藍黑色）注：花粉細胞核內(nèi)有染色體，染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，醋酸洋紅為堿性染色劑，染色體容易被染色。通過染色，可以確定細胞核為單核期還是雙核期，是單核居中期還是單核靠邊期。一般單核靠邊期的花藥培養(yǎng)成功率最高。（二）材料的消毒1、花蕾用體積分數(shù)為70%的酒精浸泡30秒2、無菌水清洗3、無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分4、放入質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化汞溶液中24分鐘（也可質(zhì)量分數(shù)

7、為1%的次氯酸鈣溶液或飽和漂白粉溶液）5、無菌水沖洗35次 用于培養(yǎng)花藥，實際上多數(shù)未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或穎片保護，通常處于無菌狀態(tài)，所以只要將整個花蕾或幼穗消毒即可?；ɡ伲?0酒精）大約30s（無菌水）清洗（無菌吸水紙）吸干水分（0.1氯化汞溶液）24min（無菌水）沖洗點此播放教學視頻 （三）接種和培養(yǎng) 滅菌后花蕾，要在無菌條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥（否則接種后，容易從受傷部位產(chǎn)生二倍體的愈傷組織），同時還要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。 通常每瓶接種花藥7-10個，溫度控制在25左右，不需要

8、光照。幼小植株形成后才需要光照。 一般經(jīng)過20-30天培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長出愈傷組織或釋放出胚狀體。將愈傷組織及時轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進一步分化出再生植株。 如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個花藥內(nèi)就會產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開。 在花藥培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化點此播放教學視頻 （四）結(jié)果分析與評價選材是否恰當：選材時實驗成功的關(guān)鍵。要能通過鏡檢找到適宜發(fā)育期的花粉。無菌技術(shù)是否過關(guān)：如果出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，說明某些技術(shù)操作步驟，如培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等有問題。接種是

9、否成功：如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體，花藥培養(yǎng)的第一步就成功了。要適時轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進一步分化成再生植株。點此播放教學視頻 植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的異同點項目相同點不同點植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體的植物組織經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再分化成叢芽，誘導出根，然后進行移栽。外植體為體細胞，染色體數(shù)無需加倍?；ㄋ幣囵B(yǎng)技術(shù)取材為花藥，培養(yǎng)的為單倍體幼苗，植株弱小，高度不育，必須用秋水仙素處理，使染色體加倍，恢復正常植株的染色體數(shù)，而且為純種。點此播放教學視頻 實例一關(guān)于被子植物花粉發(fā)育的說法，不正確的是（ ）A、花粉粒是在花藥中的花粉囊里形成的B、被子植物精子的形成是直接減

10、數(shù)分裂的結(jié)果C、被子植物的花粉的發(fā)育要經(jīng)歷四分體時期、單核期、雙核期等階段D、花粉粒在發(fā)育過程中，核先位于細胞一側(cè)，再移到細胞中央注：花粉母細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成4個單核花粉粒，每個花粉粒的細胞核進行一次有絲分裂形成1個花粉管細胞核和1個生殖細胞核，每個生殖細胞核再進行一次有絲分裂生成2個精子。BD課后習題：1、F2代紫色甜玉米的基因型組成可能為Aasusu或Aasusu。如果運用常規(guī)育種方法，將F2代中的紫色甜玉米與白色甜玉米（aasusu）進行測交，可以選擇出基因型為AAsusu純種紫色甜玉米。但這種方法比較繁瑣，耗時較長，需要至少三年的選種和育種時間。如果利用花藥離體培養(yǎng)的技術(shù)，在F1代產(chǎn)生

11、的花粉中就可能有Asu的配子組合，再將花粉植株進行秋水仙素處理，使染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（AAsusu）。這種方法可以大大縮短育種周期。點此播放教學視頻 2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術(shù)及接種操作等基本相同。兩者不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾，花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養(yǎng)基，對培養(yǎng)基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。點此播放教學視頻 比較雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種項目雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理雜交用射線、化學藥品處理用秋水仙素處理種

12、子或幼苗花藥離體培養(yǎng)原理基因重組，把兩親本優(yōu)良性狀組合在同一后代中用人工方法誘發(fā)基因突變，產(chǎn)生新性狀和新品種抑制細胞分裂中紡錘體的形成，使染色體數(shù)加倍后不形成兩個細胞誘導配子直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合體優(yōu)缺點方法簡便，但耗時長，需經(jīng)多年才能獲得純合體加速育種進程，大幅度改變某些性狀，但有利個體不多器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低縮短育種年限，但方法復雜，成活率低舉例水稻雜交高產(chǎn)量青霉素菌株三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥月季花藥培養(yǎng)點此播放教學視頻 人工種子 人工種子是指通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得具有胚芽、胚根、胚軸等結(jié)構(gòu)的植物胚狀體，并且用適當方法將胚狀體包裹起來，用以代

13、替天然種子進行繁殖的一種結(jié)構(gòu)。 目前研制的人工種子，是由胚狀體、作為保護性外殼的人工種皮和提供發(fā)育所需營養(yǎng)的人工胚乳三部分組成的。能在一定的條件下萌發(fā)生長，形成完整植株。點此播放教學視頻 人工種子的優(yōu)點:首先，它解決了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。第二，人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)的自動化程度。第三，人工胚乳中除含有胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還可以添加各種附加成分，如固氮細菌、防病蟲農(nóng)藥、除草劑和植物激素類似物等，有利于幼苗茁壯成長，提高作物產(chǎn)量。第四，用人工種子播種可以節(jié)約糧食。例如，一個12 L的發(fā)酵罐在20 d內(nèi)生產(chǎn)的胡蘿卜胚狀體，可以制成1 000萬粒人工種子，滿足幾千公頃農(nóng)田的種植需要，與天然種子相比，大大節(jié)約了糧食。練習：小麥高桿（D）對矮桿（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有高桿抗銹病和矮桿不抗病的兩種純合體，要獲得矮桿抗銹病的良種，可用雜交育種和單倍體育種法，步驟如下： 高桿抗銹病 矮稈不抗銹病 P DDTT ddtt (