月季花藥培養(yǎng)上課用

植物的花藥培養(yǎng)在育種上有什么意義？花粉粒（1N）單倍體植株（1N）二倍體純合子植株（2N）

明顯縮短了育種年限，為新品種的培育開辟了新途徑。課題目標(biāo)說(shuō)出被子植物花粉發(fā)育的過(guò)程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，說(shuō)出影響花藥培養(yǎng)的因素，學(xué)習(xí)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(jìn)行培養(yǎng)。課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。課題難點(diǎn)：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。花絲花藥：囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有很多花粉

花粉是由花粉母細(xì)胞（小孢子母細(xì)胞）經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而形成的，因此，花粉是單倍體的生殖細(xì)胞?；ǚ鄣陌l(fā)育要經(jīng)歷：小孢子四分體時(shí)期、單核期、雙核期等階段?；A(chǔ)知識(shí)（一）被子植物的花粉發(fā)育雄蕊基礎(chǔ)知識(shí)（一）被子植物的花粉發(fā)育被子植物花粉的發(fā)育過(guò)程①二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管細(xì)胞核和生殖細(xì)胞核。（精子在花粉管中形成）②三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖細(xì)胞進(jìn)行一次有絲分裂，形成兩個(gè)精子，這樣的花粉在成熟時(shí)，含有一個(gè)營(yíng)養(yǎng)核和兩個(gè)精子。③兩個(gè)精子和一個(gè)營(yíng)養(yǎng)核的基因型相同?；A(chǔ)知識(shí)（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑①②移栽花藥中的花粉胚狀體脫分化愈傷組織花藥中的花粉脫分化分化叢芽再分化叢芽誘導(dǎo)生根基礎(chǔ)知識(shí)（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑體細(xì)胞胚（胚狀體）：

在組織培養(yǎng)過(guò)程中，某些體細(xì)胞在形態(tài)上轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子發(fā)育成的胚非常相似的結(jié)構(gòu)，發(fā)育過(guò)程亦與合子胚類似，被稱為體細(xì)胞胚（胚狀體）?；A(chǔ)知識(shí)（三）影響花藥培養(yǎng)的因素材料的選擇培養(yǎng)基的組成KT（三）影響花藥培養(yǎng)的因素——材料的選擇

花期早期時(shí)的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。一般月季的花藥培養(yǎng)時(shí)間選在五月初到五月中旬，即月季的初花期。選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期，花藥培養(yǎng)成功率最高。為了挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開放的花蕾。即：一般在初花期，在完全未開放的花蕾中選擇處于單核靠邊期的花粉，成功率高。

為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來(lái)困難？花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來(lái)困難。基礎(chǔ)知識(shí)（三）影響花藥培養(yǎng)的因素實(shí)驗(yàn)操作（一）材料的選擇

選擇花藥時(shí)，一般要通過(guò)鏡檢來(lái)確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。最常用的方法有醋酸洋紅法。但是，某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色，需采用焙花青-鉻礬法，這種方法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色。實(shí)驗(yàn)操作（二）材料的消毒1.將花蕾用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸泡30s2.無(wú)菌水清洗3.無(wú)菌吸水紙吸干花蕾表面的水分4.放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中2~4min（也可質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的次氯酸鈣溶液或飽和漂白粉溶液）5.無(wú)菌水沖洗3~5次實(shí)驗(yàn)操作（三）接種和培養(yǎng)

滅菌后花蕾，要在無(wú)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(shí)，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(shí)還要徹底去除花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。實(shí)驗(yàn)操作（三）接種和培養(yǎng)

通常每瓶接種花藥7-10個(gè)，溫度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。一般經(jīng)過(guò)20-30天培養(yǎng)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長(zhǎng)出愈傷組織或釋放出胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進(jìn)一步分化出再生植株。

如果花藥開裂釋放出胚狀體，則一個(gè)花藥內(nèi)就會(huì)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(guò)愈傷組織形成的花粉植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化。（主要原因是營(yíng)養(yǎng)核和生殖核融合造成的。）故需對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。實(shí)驗(yàn)操作（三）接種和培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的比較299項(xiàng)目相同點(diǎn)不同點(diǎn)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(dǎo)出根，然后進(jìn)行移栽。外植體為體細(xì)胞，染色體數(shù)無(wú)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(fù)正常植株的染色體數(shù)，而且為純種。課題成果評(píng)價(jià)選材是否恰當(dāng)選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。應(yīng)學(xué)會(huì)通過(guò)顯微鏡觀察處于適宜發(fā)育期的花粉。課題成果評(píng)價(jià)無(wú)菌技術(shù)是否過(guò)關(guān)如果出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，說(shuō)明某些操作步驟，如培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等有問(wèn)題。課題成果評(píng)價(jià)接種是否成功如果接種的花藥長(zhǎng)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(shí)轉(zhuǎn)換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進(jìn)一步分化成再生植株。【典例解析】例1.某名貴花卉用種子繁殖會(huì)發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該植株的（）A．莖尖B．子房壁C．葉片D．花粉粒D例2．一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞在減數(shù)分裂的第一次分裂時(shí)，有一對(duì)同源染色體不發(fā)生分離，所形成的次級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第二次分裂正常；另一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的第一次分裂正常，減數(shù)第二次分裂時(shí)，在兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中，有一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞的1條染色體姐妹染色單體沒有分開。以上兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞可產(chǎn)生染色體數(shù)目不正常的配子（以下簡(jiǎn)稱不正常的配子）。上述兩個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞減數(shù)分裂的最終結(jié)果應(yīng)當(dāng)是A.兩者產(chǎn)生的配子全部都不正常B.前者產(chǎn)生一半不正常的配子，后者產(chǎn)生的配子不正常C.兩者都產(chǎn)生一半不正常的配子D．前者產(chǎn)生全部不正常的配子，后者只產(chǎn)生一半不正常的配子D①②③⑤④⑥例3．下圖是被子植物的受精過(guò)程寫出圖中數(shù)字所代表的結(jié)構(gòu)的名稱：2.草履蟲進(jìn)行

生殖；蘑菇進(jìn)行

生殖，酵母菌和水螅常常進(jìn)行

生殖。花粉管子房壁珠被

受精極核受精卵

珠孔分裂

孢子出芽（3）下列圖解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的發(fā)育過(guò)程，試根據(jù)圖回答：珠心薄壁細(xì)胞孢原細(xì)胞（2n）直接發(fā)育胚囊母細(xì)胞（2n）減數(shù)分裂四分體（n）單核胚囊(n)三次有絲分裂成熟胚囊（7細(xì)胞8核）①水稻種子的種皮遺傳物質(zhì)應(yīng)為

n，其中遺傳物質(zhì)應(yīng)與

相同。2母方301珠心薄壁細(xì)胞孢原細(xì)胞（2n）直接發(fā)育胚囊母細(xì)胞（2n）減數(shù)分裂四分體（n）單核胚囊(n)三次有絲分裂成熟胚囊（7細(xì)胞8核）②水稻胚珠中的胚囊應(yīng)共有染色體

條，其中卵細(xì)胞中含染色體

條；若水稻授粉受精后發(fā)育成胚和胚乳，則胚細(xì)胞中含有染色體

條，胚乳細(xì)胞中含染色體

條。96123624③7細(xì)胞或8核中的7細(xì)胞其中就包括了一個(gè)卵細(xì)胞和兩個(gè)極核，若水稻的基因型為AaBb，則胚囊母細(xì)胞基因型為

。珠心薄壁細(xì)胞孢原細(xì)胞（2n）直接發(fā)育胚囊母細(xì)胞（2n）減數(shù)分裂四分體（n）單核胚囊(n)三次有絲分裂成熟胚囊（7細(xì)胞8核）④如果水稻卵細(xì)胞基因型應(yīng)為Ab，則極核的基因型為

，其原因是

。AaBbAb卵細(xì)胞和極核是由單核胚囊經(jīng)三次有絲分裂而來(lái)卵細(xì)胞和極核是由單核胚囊經(jīng)三次有絲分裂而來(lái)練習(xí)1F2代紫色甜玉米的基因型組成可能為Aasusu或AAsusu。如果運(yùn)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(jìn)行測(cè)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(shí)也較長(zhǎng)，需要至少三年的選種和育種時(shí)間。

如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)，在F1代產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合，再將花粉植株進(jìn)行染色體加倍，就可以直接得到紫色