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1、第六章 植物胚胎培养及离体授粉,2006-4-17,植物胚胎培养（Embryo Culture）概念: 指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完整植物的技术。包括胚培养（成熟胚培养、幼胚培养）、胚珠培养、子房培养、胚乳培养、试管受精等类型。 1904年Hanning最早成功培养萝卜和辣根的胚。,第一节 植物胚培养,一、胚培养的类型： 分为成熟胚培养和幼胚培养两种。 1、成熟胚培养 成熟胚为子叶期以后的胚，其在简单的培养基上即可萌发生长。对营养条件要求不严格。 主要用来繁殖不易萌发植物，或研究胚和胚乳及子叶的关系等。,台湾红豆杉成熟胚培养,牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖 Matu
2、re embryo culture and rapid propagation of tree peony,2、幼胚培养 对发育早期的胚进行培养。培养技术和条件要求较高。 以两种方式生长：继续进行胚性生长；早熟萌发。,二、胚培养的应用 1、克服远缘杂交不亲和性 如利用“胚胎拯救（ Embryo rescue）”技术获得远缘杂种。 2、打破种子休眠，缩短育种周期 3、提高种子萌发率 特别是对于一些长期营养繁殖的植物种子。,三、幼胚培养方法 1、材料的选择与灭菌 确定授粉后天数与胚胎发育的相应关系，对于远缘杂种胚，要在其夭折前培养。 2、幼胚的分离及培养 分离：先取出胚珠，剥离珠被，取出完整的幼胚
3、，后培养。 培养：胚离体培养发育时期分为异养期和自养期。在心形期转入自养生长。对于难培养的幼胚，可利用胚乳看护培养。,植物胚胎发生过程： 原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚,球形胚前期,心型胚前期,鱼雷胚,球形胚,黄瓜远缘杂种幼胎培养,四、影响胚培养的因素 （一）培养基 1、无机盐： 成熟胚培养基相对简单，如White。幼胚培养有MS、B5等，可使K+、Ca2+水平稍高。,2、碳水化合物： 糖的作用： 调节渗透压；碳源；防止幼胚早萌。 渗透压的保持对于幼胚培养相当重要。最适蔗糖浓度随着胚的发育时期而降低。,胚发育早期要求较高的的渗透压，而随着胚的发育逐渐降低。,3、植物激素的作用： 成熟胚一般不需要
4、外源激素即可萌发。但激素能促进休眠胚的萌发。 幼胚需要外源激素，应保持外源激素与内源激素的平衡。过低则不能促进生长，过高则易导致幼胚脱分化形成愈伤。,4、天然提取物及某些蛋白制品； 银杏幼胚培养中添加银杏胚乳有促进作用（1934）；曼佗罗幼胚培养中发现添加椰子乳能很好的促进幼胚的发育(200-500um的幼胚) （1941）。 此外，大麦胚乳、麦芽提取物、酵母提取物、水解酪蛋白等都能促进幼胚的发育。,（二）环境条件 1、温度： 多数为25-30，因植物种类有所差别。 2、光照： 一般认为黑暗或弱光条件较为合适。,（三）胚柄 在幼胚培养中，带有胚柄结构有利于幼胚的生长。但一般较难与胚一起分离出来
5、。,第二节 植物胚乳培养,胚乳培养（Endosperm culture）： 是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术。,胚乳在被子植物中是双受精的产物，由极核和雄配子结合成的三倍体组织。 而裸子植物胚乳在受精前形成，为单倍体。 仅40多种植物进行胚乳培养研究，20种获得再生植株，如猕猴桃等。多存在混倍现象。,胚乳培养的应用：,获得三倍体植株，用于育种利用。三倍体植株具有营养体大，无籽等特点。如无籽西瓜。 胚乳培养也会产生较多的混倍体，影响育种利用。但可用于染色体工程研究。,一、胚珠培养: 概念：在人工控制的条件下，对胚珠进行离体培养使其生长发育形成幼苗的技术。 1
6、942首次在兰花中尝试成功，缩短了从授粉到种子成熟的时间。1980年成功培养了未授粉的非洲菊、烟草的胚珠，获得了单倍体植株。,第三节 植物胚珠和子房培养,由于幼胚分离难度大，而胚珠分离则相对容易，在幼胚培养时常采用胚珠培养。 分为两种类型：受精胚珠培养 未受精胚珠培养,植物花的结构图示,植物胚珠结构图示,（一）胚珠培养的意义: 防止杂种胚早期败育，获得杂种植株； 受精前胚珠培养，可作为试管受精的基础； 未受精胚珠培养，能培养获得单倍体植株，用于单倍体育种。,（二）胚珠培养方法: 1、材料的选择和灭菌： 未授粉胚珠：开花前1-6天， 授粉胚珠：授粉后1-120天不等，较晚时期有利于胚的发育。 灭
7、菌：先对子房或外表组织消毒灭菌后，后取出胚珠培养。,2、培养基的影响： 植物激素：细胞分裂素对授粉胚珠发育常有促进作用。 有机物：添加有机附加物可以促进授粉胚珠的发育。 蔗糖浓度：3-12%，通常5%，高浓度利于孤雌生殖。,3、胎座和子房对胚珠培养的影响：带有胎座或子房组织的胚珠相对较易培养。 4、胚发育时期的影响：一般来说，合子或早期原胚期的胚珠较难剖取和培养，对培养基的成分要求也较严格。,二、子房培养: 包括授粉子房和未授粉子房培养。 1949年和1951年最早在黄瓜、番茄、菜豆、草莓、烟草等植物上获得成功。 授粉子房培养形成成熟果实和种子； 未授粉子房培养形成小的无籽果实。,（一）子房培
8、养的意义: 获得杂种植株； 未授精子房培养为试管受精提供技术基础； 未受精子房培养能获得获得单倍体植株，用于单倍体育种。,（二）未授粉子房培养应注意的问题： 1、材料的选择：发育时期（接近成熟胚囊易于成功） 2、培养基：基本培养基（MS、N6、B5等）、植物激素（配合使用）、蔗糖浓度（3-10%） 3、培养方式：直插优于平放。单倍体胚有多种，可以是卵细胞、助细胞或反足细胞等。,一、概念: 指将未授粉的胚珠或子房从母体上分离下来，进行无菌培养，并以一定的方式授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术。,第四节 植物离体授粉,1、离体柱头授粉 2、离体子房授粉 3、离体胚珠授粉,二、离体授粉类型:,
9、三、离体授粉的意义: 可以克服远缘杂交中的不亲和性，特别是离体子房授粉和离体胚珠授粉，能消除柱头和花柱所造成的受精前障碍。,四、离体授粉的方法: 1、试验材料的选择：以子房较大胚珠较多的植物较易成功。,2、离体授粉的程序： （1）确定开花、花药开裂及授粉时间 （2）去雄后将花蕾套袋隔离 （3）制备无菌子房或胚珠 （4）制备无菌花粉 （5）胚珠或子房的试管内授粉,五、影响离体授粉受精的因素: 1、外植体 2、培养基 3、培养条件,思考题：,1、为什么幼胚培养比成熟胚培养要求的培养基和培养条件更为严格？ 2、比较胚培养、胚珠培养和子房培养的异同。 3、胚胎培养在育种工作中有哪些应用？ 4、离体授粉的意义主要表现在哪些方面？,
