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1、 大自然为我们创造了千姿百态的植物，许 多植物都会开出鲜艳、芳香的花朵。 月季 牡丹 导入新课 百合 你知道这些绚丽、芬芳的鲜花是 怎样产生的吗？ 花药 花药是花丝顶端膨大呈囊状的部分，是雄 蕊产生花粉的主要部分。 花药培养 采用植物组织培养技术，把发育到一定阶段 的花药，通过无菌操作技术，接种在人工培养基 上，以改变花药内花粉粒的发育程序，诱导其分 化，形成细胞团，进而形成愈伤组织，随后使愈 伤组织分化成完整的植株的技术。 什么是花药培养呢？什么是花药培养呢？ 1964年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花 药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的 单倍体植株。 说明生殖细胞喝体细胞一样，在离
2、体条件说明生殖细胞喝体细胞一样，在离体条件 下也具有发育成完整植株的潜能。下也具有发育成完整植株的潜能。 自20世纪60年代以来，世界上已有250多种高 等植物的花药培养获得成功。 我国已经培育成功近50种植物的花粉再生 植株，如小麦、玉米、大豆、甘蔗、橡胶等。 p 花药培养是以获得单倍体植物为目的而采用 的一种方法。 p 经过人工诱导使花粉粒的染色体数目加倍， 重新恢复到正常植株的染色体数目。 p 再经历与胚形成的同样过程，发育成正常的 单倍体植物。 p 单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品 种的培育开辟了新途径。 花药培养在育种工作上的意义 课题2 月季的花药培养 专题3 植物的组织培养
3、技术 课题内容：课题内容： （一）（一） 基础知识基础知识 （二）（二） 实验操作实验操作 （三）（三） 结果与分析结果与分析 说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产 生花粉植株的两种途径，说出影响花药培养的因 素，学习花药培养的基本技术。 过程与方法 教学目标 尝试用月季或其他植物的花药进行培养。 通过学习真正了解植物的花药培养在育种 上的特殊意义。 情感态度与价值观 重点与难点 选取适宜的培养材料和培养基。 一、 基础知识 1、被子植物的花粉发育 花粉：花粉： 花丝 花药 雄蕊 囊状结构，内有很多花粉粒 雄蕊 大多数被子植物的花药是由4个花粉囊（少数 植物为2个）组成，分为左、右两半，中间
4、由药隔 相连。 花粉囊 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）。 花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成， 因此，花粉粒是单倍体的生殖细胞。 花粉 被子植物花粉的发育要经历： 四分体时期、单核期和双核期等阶段。 基础知识 （一）被子植物的花粉发育 注意： 二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞 核和生殖细胞核。（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 细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花 粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。 两个精子和一个营养核的基因型相同。 1花粉 母细胞 4个小孢 子 减数 分裂 有丝 分裂 4个花
5、粉管细胞核 4个生殖细胞核 有丝分裂 8个精子 2、产生花粉植株的两种途径 花粉 花粉 胚状体 愈伤组织 丛芽生根移栽 脱分化 分化 再分化 诱导 脱分化 两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决 于培养基中激素的种类及其浓度配比。 资料 胚状体：胚状体： 又称体细胞胚，这种体细胞在形态又称体细胞胚，这种体细胞在形态 上能够转变为与合子发育成的胚非常相上能够转变为与合子发育成的胚非常相 似的结构，而且他的发育过程也与合子似的结构，而且他的发育过程也与合子 胚类似，胚芽、胚根、胚轴等结构完整胚类似，胚芽、胚根、胚轴等结构完整 ，就像一颗种子。，就像一颗种子。 （三）影响花药培养的因素 1、材料的选
6、择 不同植物的诱导成功率很不相同。 同一植物的不同生理状况（花期早期初花期） 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。 合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间） 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，在单核期，细胞核由中 央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开 放的花蕾。 盛开的或略微开放的花都不 易选做实验材料 月季 通常从生长旺盛的植株上取早期现蕾的 花药或花粉进行培养，较易形成花粉植株； 取蕾前，供体植株的栽培条件的好坏也影响 花粉植株的诱导率。
7、A 亲本植株的生长条件 其他影响因素：其他影响因素： B 材料的低温预处理 有报道称低温（如4）预处理一定时间（如 48 h）可以明显促进胚状体的形成，有的经短期 高温（30 40）处理也能够促进胚状体的形成 ，但是不同作物对所需的最适处理温度和时间要 求不同。 C 培养条件 培养温度通常保持在25左右，光照因作物 种类不同而异。在花粉培养的早期，黑暗或弱光 条件可能更有利于花粉分裂的启动。 D 接种密度 答：花瓣松动后，微生物就可能侵 入到花药，给材料的消毒带来困难。 思考 为什么花瓣松动会给材料的消毒 带来困难？ 二、 实验操作 （一）材料的选取 （二）材料的消毒 （三）接种和培养 （一）
8、 材料的选取 1. 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否 处于适宜的发育期。 2. 最常用的方法：醋酸洋红法、焙花青铬矾法。 某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青 铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。 （二）材料的消毒 花蕾 无菌水 清洗 吸干表面水分 0.1的氯化汞溶液 2-4 min 无菌水清洗3-5次 70的酒精浸 泡30s （三）接种和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花 瓣，并立即将花药接种到培养基上。 在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种 后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同 时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利 于愈伤组织或胚状体的形成
9、。 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 到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。 每瓶接种花药7-10个，温度控制在25左右， 不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 如果花药开裂释放出胚状体，则一个花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。培养基上，否则这些植株将很难分开。 对培养出来的植株做进一步的鉴定 和筛选。因为在花药培养中，特别是通 过愈伤组织形
10、成的花粉植株，常常会出 现染色体倍性的变化。 三、 结果分析与评价 1、选材是否恰当 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宜发育期的花粉。 2、无菌技术是否过关 如果出现了污染现象，说明某些操作步骤， 如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。 3、接种是否成功 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。 基础 知识 实验操作 被子植 物的花 粉发育 花粉 双核期 其他因素 接种密度 小包子四分体时期 影响因素 花粉发育经 历的时期 花粉囊 单核期 亲本植株的生长条件 材料低温预处
11、理 月 季 的 花 药 培 养 材料与培养基 材料的选取 产生途径 结果分析与评价 消毒 花粉 培养条件 接种和培养 课堂小结 下表是某培养液成分含量表，请回答： 编编号成分含量 （NH4）HCO30.5g KH2PO43.0 g CaSO40.5g FeCl20.5g 维维生素少许许 水1000mL 课堂练习 （1）若用于培养微生物，该培养液中有_类营 养物质，可培养的微生物同化作用类型是_。 （2）此营养液若用来培养固氮微生物，则应除去 的成分是_ ，应加入的物质是_。 （3）若用该培养液培养大肠杆菌，应加入的物质 是_ ，为检测大肠杆菌的存在与否还应加入 _和_，将呈现_反应。 五 自养
12、型 有机物 有机物 伊红美兰蓝紫色 （4）此培养液若用于培养金黄色葡萄球菌并观 察菌落形态，除有机物外还应加入_，为使其 正常生长繁殖，同时又抑制其他杂菌，还应加入 _。 （5）此培养液若用于植物组织培养， 还应加入 _和_。 （6）各种成分在熔化后分装前必须进行_ ，接种前要进行_。 琼脂 高浓度食盐 蔗糖、Mg2+ 等琼脂 调整pH灭菌 1. 答：F2代紫色甜玉米的基因型组成可能为 Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2 代中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测 交，可以选择出基因型为AAsusu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
13、选种和育种时间。 习题答案 如果利用花药培养的技术，在F1代产生的 花粉中就可能有Asu的组合，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 纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育 种周期。 2. 答：植物组织培养技术与花药培养技 术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术 及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于 ：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。这些都使花药培养的 难度大为增加。 温馨提示： 本PPT课件下载后，即可编辑修改， 也可直接使用。 （希望本课件对您有所帮助）
