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第六讲花药花粉培养与单倍体育种

花匠小妙招
2024-08-15 16:21

1、第六讲第六讲花药、花粉培养与单倍体育花药、花粉培养与单倍体育种种概念：雄核发育概念：雄核发育花药培养花药培养花粉培养花粉培养单倍体育种单倍体育种6.1 花药培养花药培养培养基培养基一般操作程序一般操作程序培养方式培养方式雄核发育途径雄核发育途径影响雄核发育的因子影响雄核发育的因子6.1.1 培养基培养基 ms、miller、nitsch等都可用于花药培养；等都可用于花药培养；更好的选择：更好的选择： n6：水稻、玉米等；：水稻、玉米等； c17和和w14：小麦花药；：小麦花药；马铃薯马铃薯-2：马铃薯。：马铃薯。6.1.2 基本程序基本程序取材与预处理取材与预处理接

2、种接种培养培养花粉植株的诱导、炼苗、移栽花粉植株的诱导、炼苗、移栽取材与预处理取材与预处理取材：取材：大田、早期开花的花药、一定程度逆境大田、早期开花的花药、一定程度逆境条件下形成的花药；条件下形成的花药；单核中期至单核晚期花粉的花药；单核中期至单核晚期花粉的花药；取材前应确定花药的发育时期。取材前应确定花药的发育时期。预处理：低温冷藏、离心预处理、乙烯利、预处理：低温冷藏、离心预处理、乙烯利、高温、甘露醇等预处理。高温、甘露醇等预处理。接种接种表面消毒表面消毒平放到培养基上：注意密度效应。平放到培养基上：注意密度效应。培养培养培养方式：培养方式：液体培养：含有液体培养：

3、含有ficoll的液体培养基上的液体培养基上漂浮培养。漂浮培养。固固-液双层培养：液双层培养：分步培养：花药分步培养：花药-花粉分两步培养。花粉分两步培养。光温条件：视植物种类而异。光温条件：视植物种类而异。花粉植株的诱导、炼苗与移栽花粉植株的诱导、炼苗与移栽诱导条件因植株而异：诱导条件因植株而异：烟草花药在无激素培养基上可有效地形烟草花药在无激素培养基上可有效地形成胚状体；成胚状体；禾本科植物需要两步法诱导再生植株：禾本科植物需要两步法诱导再生植株：先愈伤组织、后诱导形成再生植株。先愈伤组织、后诱导形成再生植株。炼苗：炼苗：移栽：移栽：6.1.3 雄核发育过程和发育途径雄核发

4、育过程和发育途径适宜诱导雄核发育的花粉发育时期：单核小孢子第一适宜诱导雄核发育的花粉发育时期：单核小孢子第一次有丝分裂即将开始、正在进行或刚刚结束。次有丝分裂即将开始、正在进行或刚刚结束。雄核早期发育途径多样：雄核早期发育途径多样：途径途径i：小孢子均等分裂发育途径；：小孢子均等分裂发育途径；途径途径ii：营养细胞发育途径。单核小孢子第一次分：营养细胞发育途径。单核小孢子第一次分裂为不均等分裂。生殖核退化、营养核发育；裂为不均等分裂。生殖核退化、营养核发育；途径途径iii：生殖细胞发育途径。单核小孢子第一次分：生殖细胞发育途径。单核小孢子第一次分裂为不均等分裂。营养核退化、生殖核发育

5、；裂为不均等分裂。营养核退化、生殖核发育；途径途径iv：营养细胞和生殖细胞同时发育途径。单核：营养细胞和生殖细胞同时发育途径。单核小孢子第一次分裂为不均等分裂。生殖细胞与营养细小孢子第一次分裂为不均等分裂。生殖细胞与营养细胞进一步分裂形成多细胞团。胞进一步分裂形成多细胞团。6.1.3 雄核发育过程和发育途径（续前）雄核发育过程和发育途径（续前）各种早期发育途径最终都形成一个多细胞的各种早期发育途径最终都形成一个多细胞的花粉粒。花粉粒。花粉壁撑破后，释放出一团不规则的多细胞花粉壁撑破后，释放出一团不规则的多细胞组织。组织。雄核晚期发育的差异：雄核晚期发育的差异：发育成一个球形胚，再发育

6、成心形、鱼雷发育成一个球形胚，再发育成心形、鱼雷胚、子叶胚：一粒花粉形成一个植株。胚、子叶胚：一粒花粉形成一个植株。形成愈伤组织，再形成植株。形成愈伤组织，再形成植株。多数花粉胚有类似于胚柄的结构连在花药壁多数花粉胚有类似于胚柄的结构连在花药壁或其它支持物上。或其它支持物上。6.2 花粉培养花粉培养属于单细胞培养；属于单细胞培养；有人不确切地称为小孢子培养；有人不确切地称为小孢子培养；较花药培养有一些优越性：较花药培养有一些优越性：排除了花药壁的影响，便于分析；排除了花药壁的影响，便于分析；方便观察雄核发育过程；方便观察雄核发育过程；所用培养器皿和培养空间更小。所用培养器皿和培

7、养空间更小。6.2.1 花药分离与纯化花药分离与纯化分离方法：分离方法：挤压法：挤压法：散落法：漂浮培养，收集花粉。散落法：漂浮培养，收集花粉。器械法：小型搅拌器、超速旋切机等。器械法：小型搅拌器、超速旋切机等。纯化：密度梯度离心。纯化：密度梯度离心。6.2.2 培养培养培养方法与单细胞培养类似：悬滴培养、培养方法与单细胞培养类似：悬滴培养、看护培养等。看护培养等。培养基、光温等条件：类似其它培养。培养基、光温等条件：类似其它培养。6.3 单倍体育种单倍体育种单倍体植株的特点：单倍体植株的特点：植株矮小、叶片薄、生活力弱；植株矮小、叶片薄、生活力弱；花器小；花器小；不能进

8、行正常的减数分裂，完全不孕。不能进行正常的减数分裂，完全不孕。单倍体育种的优越性单倍体育种的优越性: 加速杂种纯合，缩短育种年限；加速杂种纯合，缩短育种年限；提高选择效率。提高选择效率。6.3.1 单倍体植物的产生单倍体植物的产生自然条件下的单倍体形成：孤雌生殖、孤雄生自然条件下的单倍体形成：孤雌生殖、孤雄生殖、无配子生殖。殖、无配子生殖。人工诱导孤雌生殖获得单倍体：远缘花粉授粉、人工诱导孤雌生殖获得单倍体：远缘花粉授粉、物理化学因子诱导。物理化学因子诱导。染色体消除法：核型稳定杂交、核型不稳定杂染色体消除法：核型稳定杂交、核型不稳定杂交交/染色体消除型杂交。染色体消除型杂交。半融

9、合法：有性杂交后精、卵不融合，各自分半融合法：有性杂交后精、卵不融合，各自分裂形成细胞群，最后形成嵌合体植株。含有两裂形成细胞群，最后形成嵌合体植株。含有两种亲本来源的单倍体枝条。种亲本来源的单倍体枝条。6.3.2 单倍体植株的鉴定单倍体植株的鉴定形态学：形态学：细胞学：核型分析、流式细胞仪技术等。细胞学：核型分析、流式细胞仪技术等。6.3.3 单倍体植株的染色体加倍技术单倍体植株的染色体加倍技术自然加倍：自然加倍：离体培养过程中自然加倍；离体培养过程中自然加倍；植株生长过程中自然加倍。植株生长过程中自然加倍。人工加倍：人工加倍：秋水仙素处理秋水仙素处理: 以单倍体为外植体诱导愈伤组织，使染以单倍体为外植体诱导愈伤组织，使染色体加倍。色体加倍。作业作业名词：雄核发育、单倍体育种、半融合名词：雄核发育、单倍体育种、半融合花药培养与花粉培养有什么区别？花粉培养有哪花药培养与花粉培养有什么区别？花粉培养有哪些优于花药培养的方面？些优于花药培养的方面？花药培养有哪些方法？花粉培养呢？花药培养有哪些方法？花粉培养呢？简述花药培养中的雄核发育途径。简述花药培养中的雄核发育途径。有哪些方