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1、花丝花丝花药：花药：囊状结构，内有很多花粉囊状结构，内有很多花粉 花粉是由花粉母细胞（小孢子母细胞）经花粉是由花粉母细胞（小孢子母细胞）经过过减数分裂减数分裂而形成的，因此，花粉是而形成的，因此，花粉是单倍体的单倍体的生殖细胞生殖细胞。花粉的发育要经历：花粉的发育要经历：四分体四分体时期、单核期、时期、单核期、双核期等阶段。双核期等阶段。（一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育雄蕊雄蕊基础知识基础知识（一）被子植物的花粉发育（一）被子植物的花粉发育被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径移栽移栽花药中花药中的花粉的花粉胚状体胚
2、状体脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 花药中花药中的花粉的花粉脱分化脱分化 分化分化 丛芽丛芽 再分化再分化 丛芽丛芽 诱导诱导生根生根（二）产生花粉植株的两种途径（二）产生花粉植株的两种途径体细胞胚（胚状体）：体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细胞在在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为被称为体细胞胚（胚状体）体细胞胚（胚状体）。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素材料的选择材料的选择培养基的组成培养基的组成月季花药培养基配方月季花药培养基
3、配方i在在1000mL MS培养基配方中添加培养基配方中添加2,4-D 0.4mgKT 0.2mgIAA 4mg调节调节pH至至5.8（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素材料的选择材料的选择 花期早期时的花药比后期的更容易产生花花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的到五月中旬，即月季的初花期初花期。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在功率的重要因素。一般来说，在单核期单核期，细胞，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成
4、功核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。率最高。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。未开放的花蕾。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素材料的选择材料的选择 花期早期时的花药比后期的更容易产生花花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的到五月中旬，即月季的初花期初花期。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在功率的重要因素。一般来说，在单核期单核期，细胞，细胞核由中央移向细
5、胞一侧的时期，花药培养成功核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。率最高。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。未开放的花蕾。为什么花瓣松动会给材料的消毒带为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？来困难？花瓣松动后，花瓣松动后，微生物微生物就可能就可能侵入侵入到到花药，给材料的消毒带来困难。花药，给材料的消毒带来困难。（三）影响花药培养的因素（三）影响花药培养的因素（一）材料的选择（一）材料的选择选择花药时，一般要通过选择花药时，一般要通过镜检镜检来确来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。定其中的花粉是否处于适宜的发育期。最常用的方法有最常
6、用的方法有醋酸洋红法醋酸洋红法。但。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用需采用焙花青焙花青-铬矾法铬矾法，这种方法能将，这种方法能将花粉细胞核染成花粉细胞核染成蓝黑色蓝黑色。实验操作实验操作（二）材料的消毒（二）材料的消毒1.将花蕾用体积分数为将花蕾用体积分数为70%的酒精的酒精浸泡浸泡30s2.无菌水清洗无菌水清洗3.无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4.放入质量分数为放入质量分数为0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中 24min（也可质量分数为也可质量分数为1%的次氯酸钙的次氯酸钙 溶液或饱和漂白粉溶液溶液或饱和漂白粉溶液）5.
7、无菌水冲洗无菌水冲洗35次次 （三（三）接种和培养）接种和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去除去萼片和花瓣萼片和花瓣，并立即将，并立即将花药接种花药接种到培养到培养基上。在剥离花药时，要尽量基上。在剥离花药时，要尽量不损伤花不损伤花药药（否则接种后，容易从受伤部位产生（否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去彻底去除花丝除花丝，因为与花丝相连的花药不利于，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。愈伤组织或胚状体的形成。（三（三）接种和培养）接种和培养 通常每瓶接种花药通常每瓶接种花药7-10个，温度控制个
8、，温度控制在在25左右，左右，不需要光照不需要光照。幼小植株形成。幼小植株形成后才后才需要光照需要光照。一般经过一般经过20-30天培养后，会发现花天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织及时转移到将愈伤组织及时转移到分化培养基分化培养基上，以上，以便进一步分化出再生植株。便进一步分化出再生植株。如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这
9、些植株将很难分开。上，否则这些植株将很难分开。在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化染色体倍性的变化。（主要原因是（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。）故需对故需对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。（三（三）接种和培养）接种和培养植物组织培养技术与花药培养技术的比较植物组织培养技术与花药培养技术的比较项目项目相同点相同点不同点不同点植物组织植物组织培养技术培养技术离体的植物离体的植物组织经脱分组织经脱分化形成愈伤化形成愈伤组织，再分组
10、织，再分化成丛芽，化成丛芽，诱导出根，诱导出根，然后进行移然后进行移栽。栽。外植体为体细胞，染色体外植体为体细胞，染色体数无需加倍。数无需加倍。花药培养花药培养技术技术取材为花药，培养的为取材为花药，培养的为单单倍体幼苗倍体幼苗，植株弱小，高，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，复正常植株的染色体数，而且为而且为纯种纯种。选材是否恰当选材是否恰当选材是否成功是花药培养成功的选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通过显微镜观察处于适关键。应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。宜发育期的花粉。课题成果评价无
11、菌技术是否过关无菌技术是否过关如果出现了污染现象，说明某些操如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。种等有问题。课题成果评价接种是否成功接种是否成功如果接种的花药长出愈伤组织或释如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。或胚状体进一步分化成再生植株。课题成果评价 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
12、。如果运用常规育种方法，将法，将F2代中的紫色甜玉米与白色甜玉米代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行）进行测交测交，可以选择出基因型，可以选择出基因型为为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。种和育种时间。*练习1*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的的组合，再将花粉植株进行染色体加组合，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倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合子（纯合子（AAsus
13、u）。这种方法可以）。这种方法可以大大缩短育种周期。大大缩短育种周期。*练习2*植物组织培养技术与花药培养技术的植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处相同之处是：培养基配制方法、无菌技术是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的及接种操作等基本相同。两者的不同之处不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；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。这些都使花药培养的难度大为增加。这些都使花药培养的难度大为增加。