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月季的花药培养经典

花匠小妙招
2024-08-15 16:00

课题2月季的花药培养一、课题目标：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，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。二、课题重点和难点：选取适宜的培养材料和培养基。三、技能目标：知道被子植物花粉发育的过程；说出产生花粉植株的两种途径；记住影响花药培养的因素，尝试花药培养的实验操作过程，并进行无菌操作；知道花药培养在育种上的意义。植物的花药培养在育种上有什么意义？花粉粒（1N）单倍体植株（1N）二倍体纯合子植株（2N）缩短了育种周期，为新品种的培育开辟了新途径。花的结构花丝:将花药托展在空间，以利传粉，同时把营养输送到花药部分供其发育时用花药：囊状结构，多数被子植物的花药由4个花粉囊组成，分左右两半，中间由药隔相连，花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。（一）被子植物的花粉发育雄蕊基础知识一、花药的发育epidermis

thinwalledcontainers

vascularbundle

clinandriumconnective

囊壁花药横切示意图（一）被子植物的花粉发育药室内壁纤维层纤维层唇细胞花药原始体(初生壁细胞)花粉囊壁造孢细胞

多次有丝分裂

花粉母细胞

单核花粉

减数分裂

花粉母细胞epidermis

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花药及花粉粒的发育未经分化的花药表皮孢原细胞平周分裂初生壁细胞平周分裂药室内壁中层绒毡层花粉囊壁造孢细胞有丝分裂花粉母细胞即（小孢子母细胞）减数分裂4个小孢子（小孢子四分体时期）每个小孢子（单核居中期）每个小孢子（单核靠边期）核分裂双核期生殖核生殖细胞营养核（花粉管细胞核）有丝分裂2个精子营养细胞1个花粉粒花药及花粉粒粒的发育造孢细胞经不不断分裂形成成大量小孢子子母细胞，每每个小孢子母母细胞经减数数分裂产4个个小孢子（染染色体减半））。此时进入入小孢子四分体时期，4个小孢子子集合在一起起，此后4个个小孢子各自自分离，成为为4个单核花花粉粒。核位位于细胞中央央，即进入单核居中期。随着细胞的的扩大，细胞胞核由中央位位置移向细胞胞一侧（单核靠边期），并经细胞胞分裂形成一一个生殖核与与一个营养核核（双核期），进而形成成2个细胞，，一个生殖细细胞，一个营营养细胞营养细胞以后后与花粉管的的生成和生长长有关。对于部分植物物生殖细胞接接着有丝分裂裂形成2个精精子，而另一一些植物需等等到花粉粒萌萌发长出花粉粉管时才开始始分裂成2个个精子，但总总之，在授粉粉时，每个花花粉粒均能提提供2个精子子，且二者同同营养细胞的的基因型都一一样。注：此处的四四分体时期不不同于减数分分裂中的四分分体。花粉是由花粉粉母细胞（即即小孢子母细细胞）经过减数分裂而形成的，因因此，花粉是是单倍体的生殖殖细胞。卵细胞的形成成大孢子母细胞胞减数分裂4个大孢子（（3个退化消消失）3次核分裂卵细胞2个助细胞3个反足细胞胞2个极核成熟胚囊的结结构与功能反足细胞3:数目不定,通常3个,向胚囊囊转运物质极核2:与一精子结结合,发育成成胚乳助细胞2:为卵细胞提提供营养,受受精前消失.卵细胞1:雌配子,受受精后发育成成胚.雄蕊（花药）（花粉粒）花柱柱头花柱雌蕊（精子2个））卵细胞（1个个）1个精子受精卵胚胚胚珠极核（（2个）1个精子受精极核胚胚乳种子子子房珠珠被种种皮果果实子房壁果果皮（萌发）根、茎、叶（二）产生花粉粉植株的两种种途径形成原因：主主要取决于培培养基中的激激素的种类及及其浓度的配配比体细胞胚（胚胚状体）：在组织培养过过程中，某些些体细胞在形形态上转变为为与合子发育育成的胚非常常相似的结构构，发育过程程亦与合子胚胚类似，被称称为体细胞胚（胚胚状体）。除了植物的体体细胞外，由由单倍体性细细胞产生的花花粉胚，也可可发育成为单单倍体植株。。胚状体发生过过程1、直接胚胎胎发生（从培培养物中的器器官组织，细细胞或原生质质体直接分化化成胚，中间间不经过愈伤伤组织）2、间接胚胎胎发生（外植植体先愈伤化化，然后由愈愈伤组织细胞胞分化成熟））（三）影响花花药培养的因因素在诸多影响因因素中，材料料的选择与培培养基的组成成是主要的影影响因素1、材料的选选择不同植物诱导导成功率不同同同一植物的不不同生理状况况（花期早期－初初花期）合适的花粉发发育期（单核居中期与与靠边期之间间）为了挑选到单单核期的花药药，通常选择择完全未开放放的花蕾。此外，植株生生长条件、材材料低温预处处理、接种密密度等为什么花瓣松松动会给材料料的消毒带来来困难？答：花瓣松动动后，微生物物就可能侵入入到花药，给给材料的消毒毒带来困难。。（三）影响花花药培养的因因素2、培养基的的组成实验操作材料选取材料和消毒接种和培养（一）材料选选取一般通过镜检检来确定其中中的花粉是否否处于适宜的的发育期。（（镜检看几套套染色体或几几个被着色的的核，可区分分单核期还是是双核期）最常用的方法法：醋酸洋红法。。某些植物的花花粉细胞核不不易着色，采用焙花青-铬矾矾法，这种方法能能将花粉细胞核染成蓝黑色。醋酸洋红法中中醋酸是染料料的溶剂，在在染色时增加加细胞的通透透性，而不引引起细胞膨胀胀，利于染液液的离子进入入细胞内使染染色体着色。。碱性染料不是是通常所说的的酸碱性，而而指染料中着着色基团是阴阴离子/阳离离子，若为阳阳离子则为碱碱性染料月季的初花期期。卡诺氏液适用于一般植植物组织和细细胞的固定。。有极快的渗渗透力，可迅迅速穿透细胞胞，将其固定定并维持染色色体结构的完完整性，并能能增强染色体体的嗜碱性，，达到优良的的染色效果。。二、材料的消消毒：花蕾（70％酒精）大约30s（无菌水）清洗（无菌吸水纸）吸干水分（0.1％氯化汞溶液）2～4min（无菌水）冲洗月季花蕾的消消毒与菊花外外植体的消毒毒相比较，二二者有何不同同？在酒精消毒前前，花药不需需要预先用流流水冲洗、洗洗衣粉洗涤和和软刷刷洗（三）接种和和培养灭菌后花蕾，，要在无菌条条件下除去萼萼片和花瓣，，并立即将花花药接种到培培养基上。在在剥离花药时时，要尽量不不损伤花药（（否则接种后后，容易从受受伤部位产生生二倍体的愈愈伤组织），，同时还要彻彻底去除花丝丝，因为与花花丝相连的花花药不利于愈愈伤组织或胚胚状体的形成成。通常每瓶接种种花药7-10个，温度度控制在25℃左右，不不需要光照。。幼小植株形形成后才需要要光照。一般经过20-30天培培养后，会发发现花药开裂裂，长出愈伤伤组织或释放放出胚状体。。将愈伤组织织及时转移到到分化培养基基上，以便进进一步分化出出再生植株。。如果花药开裂裂释放出胚状状体，则一个个花药内就会会产生大量幼幼小植株，必必须在花药开开裂后尽快将将幼小植株分分开，分别移移植到新的培培养基上，否否则这些植株株将很难分开开。在花药培养中中，特别是通通过愈伤组织织形成的花粉粉植株，常常常会出现染色色体倍性的变变化。（主要要原因是营养核和生殖殖核融合造成的。）所所以还需要对对培养出来的的植株作进一一步的鉴定和和筛选植物组织培养养技术与花药药培养技术的的异同点项目相同点不同点植物组织培养技术离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进行移栽。外植体为体细胞，染色体数无需加倍。花药培养技术取材为花药，培养的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。2、基因型为为AaBb的的水稻（２４４条染色体））的花药通过过无菌操作，，接入试管后后，在一定条条件下培养成成试管苗。（１）愈伤组组织是花粉细细胞分裂形成成的不规则的的细胞团，愈愈伤组织必须须从培养基中中获得（））（））和小分子子有机物等营营养物质。（２）要促进进花粉细胞的的分裂分化，，培养基中应应有（））（））两种激素素。愈伤组织分化化是指愈伤组组织形成芽和和根，由芽发发育成叶茎。。这一过程必必须给予光照照，其原因是是（））利用光能制制造有机物促促进试管苗生生长发育。（３）试管苗苗的细胞核中中有（））条脱氧核核苷酸链。试试管苗的基因因型有：水无机盐生长素细胞分裂素叶24ABAbaBab3．（9分））草莓生产上上传统的繁殖殖方式易将所所感染的病毒毒传播给后代代，导致产量量降低。品质质变差。运用用微型繁殖技技术可以培育育出无病毒幼幼苗。草莓莓微型繁殖的的基本过程如如下：外植体愈愈伤伤组织芽芽、、根植植株株请回答：（1）微型繁繁殖培育无病病毒草莓苗时时，一般选取取_________作作为外外植体，其依依据是____。（2）在过程程①中，常用用的MS培养养基主要成分分包括大量元元素、微量元元素和______，在在配制好的培培养基中，常常常需要添加加________，有有利于外植体体启动细胞分分裂形成愈伤伤组织。接种种后2~5d，若发现外外植体边缘局局部污染，原原因可能是__________。（3）在过程程②中，愈伤伤组织在诱导导生根的培养养基中未形成成根，但分化化出了芽，其其原因可能是是