月季的花藥培養(yǎng)課件

1、 大自然為我們創(chuàng)造了千姿百態(tài)的植物，許大自然為我們創(chuàng)造了千姿百態(tài)的植物，許多植物都會開出鮮艷、芳香的花朵。多植物都會開出鮮艷、芳香的花朵。 月季月季牡丹牡丹導入新課導入新課百合百合 你知道這些絢麗、芬芳的鮮花是你知道這些絢麗、芬芳的鮮花是怎樣產(chǎn)生的嗎？怎樣產(chǎn)生的嗎？花藥花藥 花藥花藥是花絲頂端膨大呈囊狀的部分，是雄是花絲頂端膨大呈囊狀的部分，是雄蕊產(chǎn)生花粉的主要部分。蕊產(chǎn)生花粉的主要部分?；ㄋ幣囵B(yǎng)花藥培養(yǎng) 采用植物組織培養(yǎng)技術，把發(fā)育到一定階段采用植物組織培養(yǎng)技術，把發(fā)育到一定階段的花藥，通過無菌操作技術，接種在人工培養(yǎng)基的花藥，通過無菌操作技術，接種在人工培養(yǎng)基上，以改變花藥內花粉粒的發(fā)育程

2、序，誘導其分上，以改變花藥內花粉粒的發(fā)育程序，誘導其分化，形成細胞團，進而形成愈傷組織，隨后使愈化，形成細胞團，進而形成愈傷組織，隨后使愈傷組織分化成完整的植株的技術。傷組織分化成完整的植株的技術。 1964年，印度科學家在培養(yǎng)毛葉曼陀羅的花年，印度科學家在培養(yǎng)毛葉曼陀羅的花藥時，首次獲得了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的藥時，首次獲得了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的單倍體植株。單倍體植株。 自自20世紀世紀60年代以來，世界上已有年代以來，世界上已有250多種高多種高等植物的花藥培養(yǎng)獲得成功。等植物的花藥培養(yǎng)獲得成功。 我國已經(jīng)培育成功近我國已經(jīng)培育成功近50種植物的花粉再生種植物的花粉再生植株，如小

3、麥、玉米、大豆、甘蔗、橡膠等。植株，如小麥、玉米、大豆、甘蔗、橡膠等。p 花藥培養(yǎng)是以獲得單倍體植物為目的而采用花藥培養(yǎng)是以獲得單倍體植物為目的而采用的一種方法。的一種方法。p 經(jīng)過人工誘導使花粉粒的染色體數(shù)目加倍，經(jīng)過人工誘導使花粉粒的染色體數(shù)目加倍，重新恢復到正常植株的染色體數(shù)目。重新恢復到正常植株的染色體數(shù)目。p 再經(jīng)歷與胚形成的同樣過程，發(fā)育成正常的再經(jīng)歷與胚形成的同樣過程，發(fā)育成正常的單倍體植物。單倍體植物。 p 單倍體育種不僅縮短了育種周期，也為新品單倍體育種不僅縮短了育種周期，也為新品種的培育開辟了新途徑。種的培育開辟了新途徑?；ㄋ幣囵B(yǎng)在育種工作上的意義花藥培養(yǎng)在育種工作上的意義

4、課題課題2月季的花藥培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)專題專題3 植物的組織培養(yǎng)技術植物的組織培養(yǎng)技術 說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)說出被子植物花粉發(fā)育的過程及花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑，說出影響花藥培養(yǎng)的因生花粉植株的兩種途徑，說出影響花藥培養(yǎng)的因素，學習花藥培養(yǎng)的基本技術。素，學習花藥培養(yǎng)的基本技術。過程與方法過程與方法教學目標教學目標嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。嘗試用月季或其他植物的花藥進行培養(yǎng)。 通過學習真正了解植物的花藥培養(yǎng)在育種通過學習真正了解植物的花藥培養(yǎng)在育種上的特殊意義。上的特殊意義。情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀重點與難點重點與難點選取適宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。選取適

5、宜的培養(yǎng)材料和培養(yǎng)基。一、一、 基礎知識基礎知識1、被子植物的花粉發(fā)育、被子植物的花粉發(fā)育花絲花絲花藥花藥雄蕊雄蕊囊狀結構，內有很多花粉粒囊狀結構，內有很多花粉粒雄蕊雄蕊 大多數(shù)被子植物的花藥是由大多數(shù)被子植物的花藥是由4個花粉囊（少個花粉囊（少數(shù)植物為數(shù)植物為2個）組成，分為左、右兩半，中間由個）組成，分為左、右兩半，中間由藥隔相連。藥隔相連。 花粉囊花粉囊 當花粉囊的壁組織逐步發(fā)育分化時，會形成當花粉囊的壁組織逐步發(fā)育分化時，會形成大量的花粉母細胞（小孢子母細胞）。大量的花粉母細胞（小孢子母細胞）。 花粉粒是由花粉母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成，花粉粒是由花粉母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂而形成，因此，花粉

6、粒是單倍體的生殖細胞。因此，花粉粒是單倍體的生殖細胞。 花粉花粉 被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷：被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷： 四分體時期、單核期和雙核期等階段。四分體時期、單核期和雙核期等階段。被子植物花粉的發(fā)育過程被子植物花粉的發(fā)育過程A未成熟的花藥未成熟的花藥B花粉粒發(fā)育過程的三個階段花粉粒發(fā)育過程的三個階段C與成熟的花藥（示花粉囊開與成熟的花藥（示花粉囊開裂，散出花粉粒）裂，散出花粉粒）1.花絲；花絲； 2.未成熟花粉囊；未成熟花粉囊； 3.藥隔；藥隔；4.小包子母細胞；小包子母細胞； 5.四四個單相的小包子包在同一壁個單相的小包子包在同一壁內（四分體）；內（四分體）； 6.成熟花粉成熟花粉粒

7、；粒； 7.已成熟的花粉囊；已成熟的花粉囊； 8.花粉粒；花粉粒； 9.花藥的裂口花藥的裂口2、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑、產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑花粉花粉花粉花粉胚狀體胚狀體愈傷組織愈傷組織叢芽叢芽生根生根移栽移栽脫分化脫分化分化分化再分化再分化誘導誘導脫分化脫分化 兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。資料資料3、影響花藥培養(yǎng)的因素、影響花藥培養(yǎng)的因素選擇合適的花粉發(fā)育時期也是提高誘導成功選擇合適的花粉發(fā)育時期也是提高誘導成功率的重要因素。一般來說，在單核期，細胞率的重要因素。一般來說，在單

8、核期，細胞核由中央移向細胞一側的時期，花藥培養(yǎng)成核由中央移向細胞一側的時期，花藥培養(yǎng)成功率最高。功率最高。花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉花期早期時的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。一般，月季的花藥培養(yǎng)時間選在五月植株。一般，月季的花藥培養(yǎng)時間選在五月初到五月中旬，即月季的初花期。初到五月中旬，即月季的初花期。為了挑選到單核為了挑選到單核 期的花藥，通常期的花藥，通常 選擇完全未開放選擇完全未開放 的花蕾。的花蕾。 盛開的或略微開放的花都不盛開的或略微開放的花都不易選做實驗材料易選做實驗材料月季月季 通常從生長旺盛的植株上取早期現(xiàn)蕾的通常從生長旺盛的植株上取早期現(xiàn)蕾的花藥或花粉進行培養(yǎng)，

9、較易形成花粉植株；花藥或花粉進行培養(yǎng)，較易形成花粉植株；取蕾前，供體植株的栽培條件的好壞也影響取蕾前，供體植株的栽培條件的好壞也影響花粉植株的誘導率?；ǚ壑仓甑恼T導率。A 親本植株的生長條件親本植株的生長條件B 材料的低溫預處理材料的低溫預處理 有報道稱低溫（如有報道稱低溫（如4）預處理一定時間）預處理一定時間（如（如48 h）可以明顯促進胚狀體的形成，有的經(jīng)）可以明顯促進胚狀體的形成，有的經(jīng)短期高溫（短期高溫（30 40）處理也能夠促進胚狀體的）處理也能夠促進胚狀體的形成，但是不同作物對所需的最適處理溫度和時形成，但是不同作物對所需的最適處理溫度和時間要求不同。間要求不同。C 培養(yǎng)條件培養(yǎng)條

10、件 培養(yǎng)溫度通常保持在培養(yǎng)溫度通常保持在25左右，光照因作物左右，光照因作物種類不同而異。在花粉培養(yǎng)的早期，黑暗或弱光種類不同而異。在花粉培養(yǎng)的早期，黑暗或弱光條件可能更有利于花粉分裂的啟動。條件可能更有利于花粉分裂的啟動。D 接種密度接種密度 答：花瓣松動后，微生物就可能侵答：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。入到花藥，給材料的消毒帶來困難。思考思考 為什么花瓣松動會給材料的消毒為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？帶來困難？二、二、 實驗操作實驗操作（一）材料的選?。ㄒ唬┎牧系倪x?。ǘ┎牧系南荆ǘ┎牧系南荆ㄈ┙臃N和培養(yǎng)（三）接種和培養(yǎng)（一）（一） 材料的選

11、取材料的選取1. 選擇花藥一般通過鏡檢來確定其中的花粉是否選擇花藥一般通過鏡檢來確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。處于適宜的發(fā)育期。2. 最常用的方法：最常用的方法：醋酸洋紅法、焙花青醋酸洋紅法、焙花青鉻礬法。鉻礬法。 某些植物的花粉細胞核不易著色，需采用某些植物的花粉細胞核不易著色，需采用焙花焙花青青鉻礬法鉻礬法，這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色。，這種方法能將花粉細胞核染成藍黑色。（二）材料的消毒（二）材料的消毒花蕾花蕾無菌水無菌水清洗清洗吸干表面水分吸干表面水分0.1的氯化汞溶液的氯化汞溶液 2-4 min無菌水清洗無菌水清洗3-5次次70的酒精浸的酒精浸泡泡30s（三）接種和培養(yǎng)（三

12、）接種和培養(yǎng) 滅菌后花蕾，要在無菌條件下除去萼片和花滅菌后花蕾，要在無菌條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。 在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥（否則接種在剝離花藥時，要盡量不損傷花藥（否則接種后，容易從受傷部位產(chǎn)生二倍體的愈傷組織），同后，容易從受傷部位產(chǎn)生二倍體的愈傷組織），同時還要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利時還要徹底去除花絲，因為與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。于愈傷組織或胚狀體的形成。 經(jīng)過經(jīng)過20-30天培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長出天培養(yǎng)后，會發(fā)現(xiàn)花藥開裂，長出愈傷組織或釋放出胚狀體。將愈傷組織及時轉移愈傷組織或釋放

13、出胚狀體。將愈傷組織及時轉移到分化培養(yǎng)基上，以便進一步分化出再生植株。到分化培養(yǎng)基上，以便進一步分化出再生植株。 每瓶接種花藥每瓶接種花藥7-10個，溫度控制在個，溫度控制在25左右，左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。 對培養(yǎng)出來的植株做進一步的鑒定對培養(yǎng)出來的植株做進一步的鑒定和篩選。因為在花藥培養(yǎng)中，特別是通和篩選。因為在花藥培養(yǎng)中，特別是通過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出過愈傷組織形成的花粉植株，常常會出現(xiàn)染色體倍性的變化?，F(xiàn)染色體倍性的變化。視頻一：視頻一：月季的花藥培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)1視頻二：視頻二：月季的花藥培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)2視頻

14、三：視頻三：月季的花藥培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)3三、三、 結果分析與評價結果分析與評價1、選材是否恰當、選材是否恰當 選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關鍵。應學選材是否成功是花藥培養(yǎng)成功的關鍵。應學會通過顯微鏡觀察處于適宜發(fā)育期的花粉。會通過顯微鏡觀察處于適宜發(fā)育期的花粉。 2、無菌技術是否過關、無菌技術是否過關 如果出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，說明某些操作步驟，如果出現(xiàn)了污染現(xiàn)象，說明某些操作步驟，如培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等有問題。如培養(yǎng)基滅菌、花蕾消毒或接種等有問題。3、接種是否成功、接種是否成功 如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體，花藥培養(yǎng)的第一步就成功了。要適胚狀

15、體，花藥培養(yǎng)的第一步就成功了。要適時轉換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進一時轉換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進一步分化成再生植株。步分化成再生植株?；A基礎知識知識實驗操作實驗操作被子植被子植物的花物的花粉發(fā)育粉發(fā)育花粉花粉雙核期雙核期其他因素其他因素接種密度接種密度小包子四分體時期小包子四分體時期影響因素影響因素花粉發(fā)育經(jīng)花粉發(fā)育經(jīng)歷的時期歷的時期花粉囊花粉囊單核期單核期親本植株的生長條件親本植株的生長條件材料低溫預處理材料低溫預處理月月季季的的花花藥藥培培養(yǎng)養(yǎng) 材料與培養(yǎng)基材料與培養(yǎng)基材料的選取材料的選取產(chǎn)生途徑產(chǎn)生途徑結果分析與評價結果分析與評價消毒消毒花粉花粉培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件接種和培養(yǎng)接

16、種和培養(yǎng)課堂小結課堂小結下表是某培養(yǎng)液成分含量表，請回答：下表是某培養(yǎng)液成分含量表，請回答：編號編號成分成分含量含量（NH4）HCO30.5gKH2PO43.0 gCaSO40.5gFeCl20.5g維生素維生素少許少許水水1000mL課堂練習課堂練習 （1）若用于培養(yǎng)微生物，該培養(yǎng)液中有）若用于培養(yǎng)微生物，該培養(yǎng)液中有_類營類營養(yǎng)物質，可培養(yǎng)的微生物同化作用類型是養(yǎng)物質，可培養(yǎng)的微生物同化作用類型是_。 （2）此營養(yǎng)液若用來培養(yǎng)固氮微生物，則應除去）此營養(yǎng)液若用來培養(yǎng)固氮微生物，則應除去的成分是的成分是_ ，應加入的物質是，應加入的物質是_。 （3）若用該培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，應加入的物質）若

17、用該培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，應加入的物質是是_ ，為檢測大腸桿菌的存在與否還應加入，為檢測大腸桿菌的存在與否還應加入_和和_，將呈現(xiàn)，將呈現(xiàn)_反應。反應。五五自養(yǎng)型自養(yǎng)型有機物有機物有機物有機物伊紅伊紅美蘭美蘭藍紫色藍紫色 （4）此培養(yǎng)液若用于培養(yǎng)金黃色葡萄球菌并觀）此培養(yǎng)液若用于培養(yǎng)金黃色葡萄球菌并觀察菌落形態(tài)，除有機物外還應加入察菌落形態(tài)，除有機物外還應加入_，為使其，為使其正常生長繁殖，同時又抑制其他雜菌，還應加入正常生長繁殖，同時又抑制其他雜菌，還應加入_。 （5）此培養(yǎng)液若用于植物組織培養(yǎng)，）此培養(yǎng)液若用于植物組織培養(yǎng)， 還應加入還應加入_和和_。 （6）各種成分在熔化后分裝前必須進行）

18、各種成分在熔化后分裝前必須進行_，接種前要進行接種前要進行_。瓊脂瓊脂高濃度食鹽高濃度食鹽蔗糖、蔗糖、Mg2+ 等等瓊脂瓊脂調整調整pH滅菌滅菌 1. 答：答：F2代紫色甜玉米的基因型組成可能為代紫色甜玉米的基因型組成可能為Aasusu或或AAsusu。如果運用常規(guī)育種方法，將。如果運用常規(guī)育種方法，將F2代中的紫色甜玉米與白色甜玉米（代中的紫色甜玉米與白色甜玉米（aasusu）進行）進行測交，可以選擇出基因型為測交，可以選擇出基因型為AAsusu純種紫色甜玉純種紫色甜玉米。但這種方法比較繁瑣，耗時也較長，需要至米。但這種方法比較繁瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。少三年的選種和育種時間。習題答案習題答案 如果利用花藥培養(yǎng)的技術，在如果利用花藥培養(yǎng)的技術，在F1代產(chǎn)生的代產(chǎn)生的花粉中就可能有花粉中就可能有Asu的組合，再將花粉植株進的組合，再將花粉植株進行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（純合體（AAsusu）。這種方法可以大大縮短）。這種方法可以大大縮短育種周期。育種