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1、课题2 月季的花药培养 基础知识 一 被子植物的花粉发育 二 产生花粉植株的两条途径 三 影响花药培养的因素 知识回顾 单倍体育种的过程 花药离体培养 N 单倍体植株 N 秋水仙素处理 使染色体加倍 植株 2N 特点 1 明显缩短育种年限 2 后代植株都为纯合子 正常植株 2N 花丝 花药 囊状结构 内有很多花粉 雄蕊 一 被子植物的花粉发育 雄蕊由花丝和花药两部分组成 花药是雄 蕊的主要部分 多数被子植物的花药由4个花粉 囊组成 花粉囊外由囊壁包围 内生许多花粉 粒 当花粉囊的壁组织 逐步发育分化时 会 形成大量的花粉母细 胞 小孢子母细胞 被子植物的花粉发育 阅读课文P37 38 说出 被
2、子植物的花粉发育过程 花粉母细胞 小孢子母细胞 4个小孢子 减数分裂 小孢子四分体 1个小 孢子 单细胞花粉粒 花粉粒 双核 有丝分裂 单核 双核 花 粉 粒 花粉母细胞 小孢子母细胞 4个小孢子 减数分裂 小孢子四分体 1个小 孢子 花粉粒 双核 有丝分裂 单核 双核 营养细胞核营养细胞 生殖细胞核2个精子 花粉是单倍体的生殖细胞 小孢子母细胞 小孢子 花粉囊 花药 花粉粒 双核期 成熟 花粉 8个精子 小孢子母细胞 时期 单核 期 双核期 细胞核 细胞核 细胞 细胞 个精子 分裂 分裂 单核 期 分裂 减数 小孢子四分体 中 边 有丝 生殖 生殖 花粉管 营养 有丝 2 2N N N N
3、N N NN N 关于被子植物花粉发育的说法 不正确的是 A 花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的 B 被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果 C 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 D 花粉粒在发育过程中 核先位于细胞一侧 再移到细胞中央 注 花粉母细胞经减数分裂形成4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1个花粉管细胞 核和1个生殖细胞核 每个生殖细胞核再进行一次有丝 分裂生成2个精子 BD 阅读课文P38 39 思考下列问题 1 产生花粉植株的途径有哪几种 2 影响花药培养的因素有哪些 取决 培养基中的激素种类及浓度配比 胚状体 在组织培养过程中 某些
4、细胞在形态上转 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 神奇的人工种子 人工种子 人工种子又称人造种子 合成种子或无 性种子 就是将组织培养所产生的体细胞胚 不定芽 顶芽 腋芽或小鳞茎等繁殖体 包裹 在能提供营养的胶囊 人造胚乳 里 再在外 面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外 膜 人造种皮 造成一种类似种子的结构 能在一定的条件下萌发生长 形成完整植株 外植体进行的是有丝分裂 无须通过两性 生殖细胞结合而发育成的个体 属于无性生殖 通过胚状体途径形成小植株 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 愈伤组织分化形成再 生植株 水稻花药培养 愈伤组织
5、发育途径 部分花药产生愈伤组织接种在平板上的水稻花药 影响花药培养的因素 主要的影响因素 材料的选择与培养基的组成 1 不同种植物的诱导成功率很不相同 2 同种植物 亲本植株的生理状况对诱导成功率 有直接影响 1 同一植物不同的花期 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到五月中旬 即月季的初花 期 影响花药培养的因素 2 花粉发育时期 一般来说 在单核期 细 胞核由中央移向细胞一侧时 花药培养成功率 最高 选择完全未开放的花蕾 可挑选到单核 期的花药 菌少 易消毒 花瓣松动 菌多 消毒困难 3 此外 亲本植株的生长条件 材料的低温预 处理以及接种密
6、度对诱导成功率都有一定的影 响 阅读课文P39 40 弄清 如何选材 怎样对材料进行 消毒 接种和培养的方法 一 材料选取 2 通过镜检来确定是否处于适宜的发育期 方法 醋酸洋红法 将染色体染成红色 焙花青 铬矾法 花粉细胞核染成蓝黑色 1 从花药看 月季的初花期 从花粉看 单核期 从花蕾看 完全未开放的 花药 载玻片上 1 的醋酸洋红1滴 用镊柄将花药捣碎 盖上盖玻片 镜检 花粉粒的细胞核被染成红色 花药 在卡诺氏固定液中处理20min 取出 置于载玻片上 焙花青 铬矾溶液染色 盖上盖玻片 镜检 花粉粒的细胞核 被染成蓝黑色 二 材料的消毒 5 无菌水冲洗3 5次 花药的外面有花萼 花瓣保护
7、 通常处于无菌状态 1 花蕾用体积分数为70 的酒精浸泡30秒 2 无菌水清洗 3 无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 4 放入质量分数为0 1 的氯化汞溶液中2 4分钟 质量分数为1 的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液 三 接种和培养 1 灭菌后花蕾 要在 下除去萼片和花瓣 并立即将花药接种到培养基上 3 通常每瓶接种花药 温度控制在 左右 幼小植株形成后才 2 在剥离花药时 要尽量 否则接种后 容 易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织 同时还要彻底 因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形 成 一般经过20 30天培养后 会发现花药开裂 长出愈伤组织 或释放出胚状体 将愈伤组织及时转移到分化培养基
8、上 以便 进一步分化出再生植株 4 进一步鉴定和筛选 常常会出现染色体倍性的变化 无菌条件 不损伤花药 去除花丝 7 10个25 不需要光照需要光照 主要原因是 花粉管核和 生殖核融合 造成的 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 在花药开裂后尽快将幼小植株分开 分 别移植到新的培养基上 否则这些植株 将很难分开 植物组织培养技术与花药培养技术的异同点 项项目相同点不同点 植物组织组织 培 养技术术 离体的植物组组 织经织经 脱分化形 成愈伤组织伤组织 再分化成丛丛芽 诱导诱导 出根 然后进进行移栽 外植体为为体细细胞 染色 体数无需加倍 花药药培养技 术术 取材为为花药药 培养的为为 单单倍体幼苗 植株弱小 高度不育 必须须用秋 水仙素处处理 使染色体 加倍 恢复正常植株的染 色体数 而且为纯为纯 种 四 结果分析与评价 1 能够通过镜检找到处于适宜的发育期的花 粉 用醋酸洋红法或焙花青 铬矾法检测单 核靠边期的花粉粒 2 花药出现污染的原因 1 消毒不彻底 2 接种室污染 3 人为因素的交叉污染等