植物胚胎培養(yǎng)PPT演示課件

1、1 植物胚胎培養(yǎng)包括幼胚培養(yǎng)、成熟植物胚胎培養(yǎng)包括幼胚培養(yǎng)、成熟胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)和試管受精等內(nèi)容。養(yǎng)和試管受精等內(nèi)容。 植物胚胎培養(yǎng)植物胚胎培養(yǎng)2植物胚胎結(jié)構(gòu)3一、胚胎培養(yǎng)概念一、胚胎培養(yǎng)概念1、胚胎培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng) 指使胚或具胚器官在離體無菌條件指使胚或具胚器官在離體無菌條件下發(fā)育成幼苗的技術(shù)。下發(fā)育成幼苗的技術(shù)。 廣義胚胎培養(yǎng)研究還包括胚乳培養(yǎng)廣義胚胎培養(yǎng)研究還包括胚乳培養(yǎng)和試管受精等技術(shù)。和試管受精等技術(shù)。4胚電鏡掃描圖片2、胚培養(yǎng)、胚培養(yǎng) 指在無菌條件下將胚從胚珠或種子中指在無菌條件下將胚從胚珠或種子中分離出來，置于培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培

2、養(yǎng)的分離出來，置于培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)的方法。方法。5雙子葉植物胚 63、胚乳培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng) 指處于細(xì)胞期的胚乳組織的離指處于細(xì)胞期的胚乳組織的離體培養(yǎng)。體培養(yǎng)。4、胚珠培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng) 指未受精或受精后的胚珠離體指未受精或受精后的胚珠離體培養(yǎng)。培養(yǎng)。7不同植物的胚珠形態(tài)結(jié)構(gòu)8倒生胚珠 95、子房培養(yǎng)、子房培養(yǎng) 指授粉和未授粉的子房培養(yǎng)。它對指授粉和未授粉的子房培養(yǎng)。它對于研究果實發(fā)育的生理、離體受精等有于研究果實發(fā)育的生理、離體受精等有重要意義。重要意義。6、試管受精、試管受精 指在無菌條件下培養(yǎng)離體的未受精指在無菌條件下培養(yǎng)離體的未受精子房或胚珠和花粉，使花粉萌發(fā)產(chǎn)生的子房或胚珠和花粉，使花

3、粉萌發(fā)產(chǎn)生的花粉進(jìn)入胚珠而完成受精過程。花粉進(jìn)入胚珠而完成受精過程。10二、胚胎培養(yǎng)的應(yīng)用二、胚胎培養(yǎng)的應(yīng)用1、克服遠(yuǎn)緣雜交的不育性，獲稀有雜種植物、克服遠(yuǎn)緣雜交的不育性，獲稀有雜種植物2、打破種子休眠，提早結(jié)實，縮短育種年限、打破種子休眠，提早結(jié)實，縮短育種年限3、使生活力低下或無生活力的種子萌發(fā)、使生活力低下或無生活力的種子萌發(fā)4、使柑橘類植物合子胚正常發(fā)育、使柑橘類植物合子胚正常發(fā)育5、測定種子生活力、測定種子生活力6、獲三倍體或單倍體植株、獲三倍體或單倍體植株7、快速繁殖特殊植物、快速繁殖特殊植物8、用于理論研究、用于理論研究11 指在無菌條件下將胚從胚珠或種子中分離指在無菌條件下將胚

4、從胚珠或種子中分離出來，置于培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)的方法。出來，置于培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)的方法。三、胚的培養(yǎng)三、胚的培養(yǎng)12植物胚結(jié)構(gòu)13胚電鏡掃描圖片14雙子葉植物胚 1516圖示為胚珠和胚囊的發(fā)育過程 孢原細(xì)胞孢原細(xì)胞減數(shù)分裂減數(shù)分裂（大孢子母細(xì)胞）（大孢子母細(xì)胞）中央細(xì)胞中央細(xì)胞17幼胚培養(yǎng)幼胚培養(yǎng)成熟胚培養(yǎng)成熟胚培養(yǎng) 據(jù)培養(yǎng)目的不同據(jù)培養(yǎng)目的不同剝?nèi)〉碾x體胚發(fā)育時剝?nèi)〉碾x體胚發(fā)育時期的不同期的不同胚培養(yǎng)胚培養(yǎng)成熟胚培養(yǎng)一般較易獲得成功成熟胚培養(yǎng)一般較易獲得成功18（一）幼胚培養(yǎng)（一）幼胚培養(yǎng) 幼胚完全是異養(yǎng)的，離體條件下培養(yǎng)要求幼胚完全是異養(yǎng)的，離體條件下培養(yǎng)要求培養(yǎng)基成分復(fù)雜，培養(yǎng)不易

5、成功。培養(yǎng)基成分復(fù)雜，培養(yǎng)不易成功。 幼胚培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)：幼胚培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)： 取材時期取材時期 幼胚剝離幼胚剝離 培養(yǎng)條件的控制（是否需要特殊處理）培養(yǎng)條件的控制（是否需要特殊處理）1920(1)(1)、胚性發(fā)育、胚性發(fā)育(embryonal development) (embryonal development) 幼胚接種幼胚接種到培養(yǎng)基上以后，仍然按照在活體內(nèi)的發(fā)育方式發(fā)到培養(yǎng)基上以后，仍然按照在活體內(nèi)的發(fā)育方式發(fā)育，最后形成成熟胚育，最后形成成熟胚( (有時甚至可能類似種子有時甚至可能類似種子) )，然，然后再按種子萌發(fā)途徑出苗形成完整植株，這種途徑后再按種子萌發(fā)途徑出苗形成完整植株，

6、這種途徑發(fā)育的幼胚一般一個幼胚將來就是一個植株。發(fā)育的幼胚一般一個幼胚將來就是一個植株。幼胚離體培養(yǎng)的生長發(fā)育方式幼胚離體培養(yǎng)的生長發(fā)育方式2122（二）成熟胚培養(yǎng)（二）成熟胚培養(yǎng) 成熟胚是自養(yǎng)的，培養(yǎng)基需要簡單。成熟胚是自養(yǎng)的，培養(yǎng)基需要簡單。主要目的主要目的: 研究胚發(fā)育過程的形態(tài)建成研究胚發(fā)育過程的形態(tài)建成 生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用 胚與胚乳相互關(guān)系和營養(yǎng)要求胚與胚乳相互關(guān)系和營養(yǎng)要求23培養(yǎng)方法：培養(yǎng)方法：a、將受精后成熟或未成熟種子或果實，、將受精后成熟或未成熟種子或果實，用用70%75%酒精表面消毒消毒幾分鐘酒精表面消毒消毒幾分鐘b、用、用0.1%升汞溶液或飽和漂白粉溶

7、液消升汞溶液或飽和漂白粉溶液消毒毒10min，無菌水反復(fù)沖洗，無菌水反復(fù)沖洗c、無菌操作臺上，直接或在解剖鏡下剝、無菌操作臺上，直接或在解剖鏡下剝?nèi)∨呓臃N在培養(yǎng)基上取胚接種在培養(yǎng)基上24薺菜不同發(fā)育時期胚培養(yǎng)的營養(yǎng)需要薺菜不同發(fā)育時期胚培養(yǎng)的營養(yǎng)需要25 胚乳是由兩個單倍的極核和一個單倍的精子胚乳是由兩個單倍的極核和一個單倍的精子結(jié)合而成的結(jié)合而成的3倍體組織。由它可獲得無子結(jié)實的倍體組織。由它可獲得無子結(jié)實的3倍體植株，進(jìn)而可將它加倍成倍體植株，進(jìn)而可將它加倍成6倍體植株。倍體植株。 不同胚乳發(fā)育類型及發(fā)育時期直接影響外植不同胚乳發(fā)育類型及發(fā)育時期直接影響外植體取材時期以及胚乳細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組

8、織頻率。體取材時期以及胚乳細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織頻率。 胚乳培養(yǎng)的后代，常發(fā)生細(xì)胞染色體數(shù)目變胚乳培養(yǎng)的后代，常發(fā)生細(xì)胞染色體數(shù)目變化，形成多倍體、非整倍體等。化，形成多倍體、非整倍體等。四、胚乳培養(yǎng)四、胚乳培養(yǎng)261、核型胚乳、核型胚乳被子植物中普遍的胚乳發(fā)育形式被子植物中普遍的胚乳發(fā)育形式 初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂，初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂，都不伴隨壁的形成都不伴隨壁的形成 各個胚乳核呈游離狀態(tài)分布在胚囊中各個胚乳核呈游離狀態(tài)分布在胚囊中 發(fā)育到一定階段后，常在胚囊外圍的胚乳核發(fā)育到一定階段后，常在胚囊外圍的胚乳核之間出現(xiàn)細(xì)胞壁之間出現(xiàn)細(xì)胞壁 為單子葉植物和具有離瓣花

9、的雙子葉植物中為單子葉植物和具有離瓣花的雙子葉植物中普遍存在，如小麥、水稻、玉米、棉花、油菜、普遍存在，如小麥、水稻、玉米、棉花、油菜、蘋果等蘋果等 （一）（一）胚乳的發(fā)育類型胚乳的發(fā)育類型 27282、細(xì)胞型胚乳、細(xì)胞型胚乳特點：特點： 初生胚乳核的分裂開始，即產(chǎn)生細(xì)胞初生胚乳核的分裂開始，即產(chǎn)生細(xì)胞壁，形成胚乳細(xì)胞壁，形成胚乳細(xì)胞 無游離核時期無游離核時期 大多數(shù)雙子葉合瓣花植物是這樣的胚大多數(shù)雙子葉合瓣花植物是這樣的胚乳，如番茄、煙草、芝麻等。乳，如番茄、煙草、芝麻等。29303、沼生目型胚乳、沼生目型胚乳 核型胚乳與細(xì)胞型胚乳的中間類型核型胚乳與細(xì)胞型胚乳的中間類型 初生胚乳核的第一次

10、分裂將胚囊分隔初生胚乳核的第一次分裂將胚囊分隔為兩室，其中珠孔端室比合點端室寬大為兩室，其中珠孔端室比合點端室寬大 核進(jìn)行分裂形成狀態(tài)的游離核，最后核進(jìn)行分裂形成狀態(tài)的游離核，最后形成細(xì)胞形成細(xì)胞 3132（二）胚乳培養(yǎng)的關(guān)鍵（二）胚乳培養(yǎng)的關(guān)鍵a、胚乳發(fā)育時期的影響、胚乳發(fā)育時期的影響發(fā)育早期胚乳：操作不便，誘導(dǎo)率低發(fā)育早期胚乳：操作不便，誘導(dǎo)率低游離核期或剛轉(zhuǎn)入細(xì)胞期的核型胚乳：難得游離核期或剛轉(zhuǎn)入細(xì)胞期的核型胚乳：難得callus旺盛生長期胚乳：易誘導(dǎo)產(chǎn)生旺盛生長期胚乳：易誘導(dǎo)產(chǎn)生callus33 旺盛期胚乳特征旺盛期胚乳特征 胚已分化完成胚已分化完成 胚乳已形成細(xì)胞組織胚乳已形成細(xì)胞組

11、織 充分生長，達(dá)到成熟大小充分生長，達(dá)到成熟大小 外觀為半透明的固體狀外觀為半透明的固體狀 富有彈性富有彈性34水稻：授粉后水稻：授粉后4 d 黑麥草：授粉后黑麥草：授粉后8 10 d黃瓜：授粉后黃瓜：授粉后7 16 d 梨：授粉后梨：授粉后20 d大麥：授粉后大麥：授粉后10 20 d 玉米和小麥：授粉后玉米和小麥：授粉后8 12 d一些草本植物胚乳培養(yǎng)的適宜取材時期一些草本植物胚乳培養(yǎng)的適宜取材時期一般情況下：接近成熟或完全成熟的胚乳一般情況下：接近成熟或完全成熟的胚乳callus誘導(dǎo)率很低，誘導(dǎo)率很低，甚至無甚至無callus木本植物，如：桑寄生科、檀香科植物，其成熟胚乳和誘導(dǎo)木本植物，

12、如：桑寄生科、檀香科植物，其成熟胚乳和誘導(dǎo)產(chǎn)生產(chǎn)生callus35b、培養(yǎng)基和激素的影響、培養(yǎng)基和激素的影響培養(yǎng)基：培養(yǎng)基：ms、b5、mt、white、ls等等 水解酪蛋白、酵母提取物也很必要水解酪蛋白、酵母提取物也很必要 激素：要求特殊激素：要求特殊 大麥胚乳只有在添加大麥胚乳只有在添加2，4-d的培養(yǎng)基上才能生長的培養(yǎng)基上才能生長 獼猴桃胚乳培養(yǎng)中，玉米素最好獼猴桃胚乳培養(yǎng)中，玉米素最好 棗的胚乳培養(yǎng)中，激素似乎無特殊要求棗的胚乳培養(yǎng)中，激素似乎無特殊要求36c、其他因素的影響、其他因素的影響蔗糖濃度：蔗糖濃度：3% 5%溫度：溫度：25ph值：如值：如 玉米玉米 6.1 7.0 ； 蘋

13、果蘋果 6.0 6.2等等37（三）（三） 培養(yǎng)方法：培養(yǎng)方法：a、取授粉、取授粉4-8d后的幼果，常規(guī)消毒后的幼果，常規(guī)消毒b、無菌條件下切開果實，取出種子，分離出胚乳、無菌條件下切開果實，取出種子，分離出胚乳c、接種在培養(yǎng)基上，在、接種在培養(yǎng)基上，在25-27和黑暗條件或散射和黑暗條件或散射光下培養(yǎng)形成愈傷組織光下培養(yǎng)形成愈傷組織d、轉(zhuǎn)到分化培養(yǎng)基上，待愈傷組織長出芽后，切下、轉(zhuǎn)到分化培養(yǎng)基上，待愈傷組織長出芽后，切下不定芽不定芽e、插入生根培養(yǎng)基中，光下培養(yǎng)、插入生根培養(yǎng)基中，光下培養(yǎng)10-15d，切口處長，切口處長出白色的不定根出白色的不定根38兩種植物胚乳培養(yǎng)的方法兩種植物胚乳培養(yǎng)的

14、方法a、枸杞、枸杞開花開花20d的枸杞胚乳的枸杞胚乳 ms + 2，4-d 0.2mg/l生根生根 ms 分化出苗分化出苗 ms + ba 0.2mg/l 不同倍性的胚乳植株不同倍性的胚乳植株callus39b、葡萄、葡萄 取出種子取出種子 切去合點部分切去合點部分 接種接種white + cm10% + 2，4-d 2.0 + ch 500 +kt 1.0 + 蔗糖蔗糖 3%4%瓊脂瓊脂8% 1個月，胚乳愈傷組織長大，胚解體個月，胚乳愈傷組織長大，胚解體40 未授粉胚珠和子房培養(yǎng)是離體受精的基礎(chǔ)，未授粉胚珠和子房培養(yǎng)是離體受精的基礎(chǔ)，可誘發(fā)大孢子發(fā)育成單倍體植株，且孤雌產(chǎn)生可誘發(fā)大孢子發(fā)育成

15、單倍體植株，且孤雌產(chǎn)生的單倍體植株獲得率較孤雄生殖高。的單倍體植株獲得率較孤雄生殖高。 胚珠培養(yǎng)中，已授粉具有球形胚或更后期胚珠培養(yǎng)中，已授粉具有球形胚或更后期的胚珠易培養(yǎng)成種子，且培養(yǎng)基及添加成分相的胚珠易培養(yǎng)成種子，且培養(yǎng)基及添加成分相對要求不高。而受精不久的胚珠則需要成分復(fù)對要求不高。而受精不久的胚珠則需要成分復(fù)雜的培養(yǎng)基，培養(yǎng)難度大。雜的培養(yǎng)基，培養(yǎng)難度大。 五、胚珠和子房培養(yǎng)五、胚珠和子房培養(yǎng)411、胚珠培養(yǎng)的意義、胚珠培養(yǎng)的意義 有利于合子和早期原胚的培養(yǎng)有利于合子和早期原胚的培養(yǎng) 胚分化不全的種子的胚培養(yǎng)胚分化不全的種子的胚培養(yǎng) 獲得雜交后代和優(yōu)良品種獲得雜交后代和優(yōu)良品種 離體

16、授粉的需要離體授粉的需要 獲得無病毒苗獲得無病毒苗（一）（一） 胚珠培養(yǎng)胚珠培養(yǎng)422、胚珠培養(yǎng)的方法、胚珠培養(yǎng)的方法長度小于長度小于3mm的胚珠，的胚珠，難與直接解剖，可先接難與直接解剖，可先接種于液體培養(yǎng)基中，根種于液體培養(yǎng)基中，根據(jù)培養(yǎng)情況采取相應(yīng)培據(jù)培養(yǎng)情況采取相應(yīng)培養(yǎng)條件。養(yǎng)條件。43（二）（二） 子房培養(yǎng)子房培養(yǎng)1、子房培養(yǎng)的意義、子房培養(yǎng)的意義 有效地挽救雜種胚的敗育有效地挽救雜種胚的敗育 單倍體植株的培育單倍體植株的培育 離體授粉的需要離體授粉的需要 離體條件形成果實離體條件形成果實 花被功能研究花被功能研究442、子房培養(yǎng)的方法、子房培養(yǎng)的方法授粉前或授授粉前或授粉后的子房粉

17、后的子房表面消毒表面消毒接種培養(yǎng)接種培養(yǎng)45 受精后的子房仍需進(jìn)行表面消毒后再受精后的子房仍需進(jìn)行表面消毒后再接種。而未受精子房可將花被表面消毒后，接種。而未受精子房可將花被表面消毒后，在無菌條件下直接剝?nèi)∽臃拷臃N。在無菌條件下直接剝?nèi)∽臃拷臃N。 子房培養(yǎng)只需較簡單的培養(yǎng)基即可形子房培養(yǎng)只需較簡單的培養(yǎng)基即可形成果實，并含成熟種子。成果實，并含成熟種子。46六、植物離體授粉受精六、植物離體授粉受精離體受精（離體受精（ivf） 指在離體環(huán)境中完成指在離體環(huán)境中完成被子植物被子植物的精、的精、卵融合而且利用受精所產(chǎn)生的卵融合而且利用受精所產(chǎn)生的“離體合子離體合子”培養(yǎng)再生植株，做到整個受精與胚胎發(fā)

18、育培養(yǎng)再生植株，做到整個受精與胚胎發(fā)育過程完全在離體條件下完成。（過程完全在離體條件下完成。（90年代）年代）4748 開花前數(shù)天套袋，開花前一天或當(dāng)天取開花前數(shù)天套袋，開花前一天或當(dāng)天取花蕾或花藥，表面消毒后，無菌條件下收集花蕾或花藥，表面消毒后，無菌條件下收集花粉?；ǚ邸?采用直接引入法、注射法進(jìn)行子房試管采用直接引入法、注射法進(jìn)行子房試管授粉，或者是采用哺育法、接近法進(jìn)行胚珠授粉，或者是采用哺育法、接近法進(jìn)行胚珠試管授粉。試管授粉。1、離體受精方法、離體受精方法49胚珠胚珠花粉花粉試管內(nèi)試管內(nèi)授粉授粉10d后后胚珠胚珠培養(yǎng)培養(yǎng)3周后周后離體受精及植株再生過程離體受精及植株再生過程502、

19、技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)關(guān)鍵a、花粉的采集和滅菌、花粉的采集和滅菌 確定開花、花藥分裂、授粉、花粉管進(jìn)入確定開花、花藥分裂、授粉、花粉管進(jìn)入胚珠和受精作用時間胚珠和受精作用時間 去雄后將花蕾套袋隔離去雄后將花蕾套袋隔離 采集花粉粒采集花粉粒 消毒消毒 無菌條件分裂花粉無菌條件分裂花粉 授粉授粉51b、外植體選擇、外植體選擇開花前套袋、去雄開花前套袋、去雄開花后開花后1 2d，采集花蕾，放入無菌室培養(yǎng)準(zhǔn)備，采集花蕾，放入無菌室培養(yǎng)準(zhǔn)備切去柱頭，防止不授粉切去柱頭，防止不授粉胚珠剝離時間（開花后胚珠剝離時間（開花后1 2d效果好）效果好）52c、適合的培養(yǎng)基、適合的培養(yǎng)基離體受精的主要過程離體受精的主要過程 花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，受精花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，受精 受精胚珠發(fā)育為成熟的種子，存在生活力的