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1、 一、課題目標一、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，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，嘗試用月季或其他植物學習花藥培養(yǎng)的基本技術，嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。的花藥進行培養(yǎng)。 二、課題重點與難點二、課題重點與難點 課題重點：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。課題重點：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。課題難點：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。課題難點：選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基?；A知識基礎知識 （一）被子植物的花粉發(fā)育（一）被子植物的花粉發(fā)育 被子植物的花的結(jié)構(gòu)是怎樣
2、的？被子植物的花的結(jié)構(gòu)是怎樣的？ 觀察下圖，和減數(shù)分裂比較，你能指出對應的時觀察下圖，和減數(shù)分裂比較，你能指出對應的時期嗎？又有何特點？期嗎？又有何特點？被子植物的花粉發(fā)育被子植物的花粉發(fā)育雌蕊：雌蕊：花絲花絲花藥：囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有很多花粉?；ㄋ帲耗覡罱Y(jié)構(gòu)，內(nèi)有很多花粉粒 花粉花粉是小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的，因是小孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成的，因此，花粉是單倍體的生殖細胞。此，花粉是單倍體的生殖細胞。 花粉的發(fā)育要經(jīng)歷：花粉的發(fā)育要經(jīng)歷：四分體時期四分體時期、單核期單核期、雙核雙核期期注意：注意： 二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管細胞核和生二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管細
3、胞核和生殖細胞核。（精子在花粉管中形成）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。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。兩個精子和一個營養(yǎng)核的基因型相同。 1 1花粉母細胞花粉母細胞4 4個小個小孢子孢子減分減分有分有分4 4個花粉管細胞核個花粉管細胞核4 4個生殖細胞核個生殖細胞核有分有分8 8個精子個精子人工種子人工種子 又稱人造種子、合成種子或無性種子，
4、就是將組又稱人造種子、合成種子或無性種子，就是將組織培養(yǎng)所產(chǎn)生的織培養(yǎng)所產(chǎn)生的體細胞胚、不定芽、頂芽、腋芽或小體細胞胚、不定芽、頂芽、腋芽或小鱗莖等繁殖體鱗莖等繁殖體，包裹在能提供營養(yǎng)的膠囊（，包裹在能提供營養(yǎng)的膠囊（人造胚乳人造胚乳）里，再在外面包上一層具有保護功能和防止機械損傷里，再在外面包上一層具有保護功能和防止機械損傷的外膜（的外膜（人造種皮人造種皮），造成一種類似種子的結(jié)構(gòu)，能），造成一種類似種子的結(jié)構(gòu)，能在一定的條件下萌發(fā)生長，形成完整植株。在一定的條件下萌發(fā)生長，形成完整植株。（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑（二）產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑有哪兩種途徑？原因是什么？有哪兩種途徑？原因是什
5、么？花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑（三）影響花藥培養(yǎng)的因素（三）影響花藥培養(yǎng)的因素 1 1、材料的選擇、材料的選擇 不同植物不同植物 同一植物的不同生理狀況同一植物的不同生理狀況（花期早期初花期）（花期早期初花期） 合適的花粉發(fā)育期合適的花粉發(fā)育期（單核居中期與靠邊期之間）（單核居中期與靠邊期之間） 此外，植株生長條件、材料低溫預處理、接種密此外，植株生長條件、材料低溫預處理、接種密度等度等 2 2、培養(yǎng)基的組成、培養(yǎng)基的組成材料的選擇：材料的選擇： 花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。花期早期時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)時間選
6、在五月初到五月中旬，一般，月季的花藥培養(yǎng)時間選在五月初到五月中旬，即月季的初花期。即月季的初花期。 選擇合適的花粉發(fā)育時期也是提高誘導成功率的選擇合適的花粉發(fā)育時期也是提高誘導成功率的重要因素。一般來說，在單核期，細胞核由中央移向重要因素。一般來說，在單核期，細胞核由中央移向細胞一側(cè)的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。細胞一側(cè)的時期，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為了挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開放的花蕾。的花蕾。 為什么花瓣松動會給材料的消毒為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？帶來困難？ 答：花瓣松動后，微生物就可能答：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給
7、材料的消毒帶來困難。侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。實驗操作實驗操作（一）材料的選?。ㄒ唬┎牧系倪x取染色鏡檢染色鏡檢（二）材料的消毒（二）材料的消毒酒精、氯化汞、次氯酸鈣酒精、氯化汞、次氯酸鈣（三）接種和培養(yǎng)（三）接種和培養(yǎng)結(jié)果分析與評價結(jié)果分析與評價（一）材料的選?。ㄒ唬┎牧系倪x取 選擇花藥時，一般通過鏡檢來確定其中的花粉選擇花藥時，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。是否處于適宜的發(fā)育期。 最常用的方法有最常用的方法有醋酸洋紅法醋酸洋紅法。但是，某些植物。但是，某些植物的花粉細胞核不易著色，需采用的花粉細胞核不易著色，需采用焙花青焙花青- -鉻礬法鉻礬法，這，這種方法能將花
8、粉細胞核染成種方法能將花粉細胞核染成藍黑色藍黑色。（二）材料的消毒（二）材料的消毒1 1、花蕾用、花蕾用V/VV/V為為70%70%的酒精的酒精浸泡浸泡3030秒秒2 2、無菌水清洗、無菌水清洗3 3、無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分、無菌吸水紙吸干花蕾表面的水分4 4、放入、放入質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞溶液中溶液中2424分鐘分鐘（也可（也可質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為1%1%的次氯酸鈣溶液或飽和漂白的次氯酸鈣溶液或飽和漂白粉溶液粉溶液）5 5、無菌水沖洗、無菌水沖洗3 35 5次次 用于培養(yǎng)花藥，實際上多數(shù)未熟，由于它的用于培養(yǎng)花藥，實際上多數(shù)未熟，由于它的外面有花萼、花瓣
9、或穎片保護，通常處于無菌狀外面有花萼、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。態(tài)，所以只要將整個花蕾或幼穗消毒即可。（三）接種和培養(yǎng)（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，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?；ńz相連的花藥不利
10、于愈傷組織或胚狀體的形成。 通常每瓶接種花藥通常每瓶接種花藥7-107-10個，溫度控制在個，溫度控制在2525左右，左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 一般經(jīng)過一般經(jīng)過20-3020-30天培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長天培養(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。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產(chǎn)
11、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。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。（主要原因是植株，常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化。（主要原因是營養(yǎng)核和生殖核融合營養(yǎng)核和生殖核融合造成的。）造成的。）植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術的異同點植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術的異同點項目項目相同點相同點不同點不同點植物組織植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)技術離體的植物組離體的植物組織經(jīng)脫分化形織經(jīng)脫分化形成愈傷組織，成愈傷組織
12、，再分化成叢芽，再分化成叢芽，誘導出根，然誘導出根，然后進行移栽。后進行移栽。外植體為體細胞，染色體數(shù)無需外植體為體細胞，染色體數(shù)無需加倍。加倍?；ㄋ幣囵B(yǎng)花藥培養(yǎng)技術技術取材為花藥，培養(yǎng)的為單倍體幼取材為花藥，培養(yǎng)的為單倍體幼苗，植株弱小，高度不育，必須苗，植株弱小，高度不育，必須用秋水仙素處理，使染色體加倍，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)，而且恢復正常植株的染色體數(shù)，而且為純種。為純種。三、課題背景分析三、課題背景分析 課題背景介紹了花藥培養(yǎng)的歷史以及花藥培養(yǎng)在育種工作上課題背景介紹了花藥培養(yǎng)的歷史以及花藥培養(yǎng)在育種工作上的意義。有條件的話可以的意義。有條件的話可以 嘗
13、試某種植物的花藥培養(yǎng)。嘗試某種植物的花藥培養(yǎng)。 被子植物的花粉發(fā)育被子植物的花粉發(fā)育 知識要點：知識要點：1.1.花粉是單倍體生殖細胞；花粉是單倍體生殖細胞；2.2.花粉的發(fā)育要經(jīng)歷花粉的發(fā)育要經(jīng)歷不同的時期。不同的時期。 產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 知識要點：知識要點：花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑。 影響花藥培養(yǎng)的因素影響花藥培養(yǎng)的因素 知識要點：知識要點：選取適宜的材料和培養(yǎng)基組成是花粉植株誘導成選取適宜的材料和培養(yǎng)基組成是花粉植株誘導成功的關鍵。功的關鍵。 練習練習1. 1. 答：答：F2F2代紫色甜玉米的基因型組成可能為代紫色甜玉米的
14、基因型組成可能為AasusuAasusu或或AAsusuAAsusu。如果運用常規(guī)育種方法，將。如果運用常規(guī)育種方法，將F2F2代中的紫色代中的紫色甜玉米與白色甜玉米（甜玉米與白色甜玉米（aasusuaasusu）進行測交，可以選擇）進行測交，可以選擇出基因型為出基因型為AAsusuAAsusu純種紫色甜玉米。但這種方法比較純種紫色甜玉米。但這種方法比較繁瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。繁瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。如果利用花藥培養(yǎng)的技術，在如果利用花藥培養(yǎng)的技術，在F1F1代產(chǎn)生的花粉中就可代產(chǎn)生的花粉中就可能有能有AsuAsu的組合，再將花粉植株進行染色體加
15、倍，就的組合，再將花粉植株進行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（可以直接得到紫色甜玉米的純合體（AAsusuAAsusu）。這種）。這種方法可以大大縮短育種周期。方法可以大大縮短育種周期。 練習練習2. 2. 答：植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術的相同之答：植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術及接種操作等基本處是：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。相同。 兩者的不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，兩者的不同之處在于：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；花藥培養(yǎng)對培傷組織或胚狀體也要及時更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)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。大為增加。
《月季的花藥培養(yǎng)》參考課件
