課題2月季的花藥培養(yǎng)

課程標(biāo)準(zhǔn)嘗試植物的組織培養(yǎng)。課標(biāo)解讀1.識(shí)記被子植物花粉發(fā)育的過(guò)程。2.掌握花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體的兩種途徑。3.學(xué)會(huì)花藥培養(yǎng)的基本技術(shù)。

1．被子植物的花粉發(fā)育

(1)花粉是經(jīng)過(guò)

分裂形成的，是

倍體的生殖細(xì)胞，花粉粒中生殖細(xì)胞形成精子是通過(guò)

分裂過(guò)程。

(2)被子植物花粉的發(fā)育過(guò)程：花粉母細(xì)胞(小孢子母細(xì)胞)→

時(shí)期→單核期→

期→花粉粒。

(3)其中單核期又分

期、

期兩個(gè)時(shí)期，雙核期細(xì)胞核包括花粉管細(xì)胞核和

兩個(gè)核?；ㄋ庪x體培養(yǎng)及其影響因素

減數(shù)單有絲小孢子四分體雙核單核居中單核靠邊生殖細(xì)胞核2．產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑

(1)途徑差異：一種是花粉通過(guò)

階段發(fā)育為植株；另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成

，再將其

成植株。

(2)形成原因：主要取決于培養(yǎng)基中

的種類及其

。3．影響花藥培養(yǎng)的因素

(1)影響花藥培養(yǎng)的主要因素是

和

。

(2)接種的花藥時(shí)期：花期

的花藥比

的更容易產(chǎn)生花粉植株，一般在

，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。胚狀體愈傷組織誘導(dǎo)分化激素濃度配比材料的選擇培養(yǎng)基的組成早期后期單核期(3)花藥培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)基可能因植物

不同而有所差異，花藥供體植物的

和材料的

也是重要的影響因素。[思維激活1]

為選擇到適于花藥培養(yǎng)的時(shí)期，應(yīng)選擇何種花蕾？提示為了挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開(kāi)放的花蕾。種類生長(zhǎng)條件低溫預(yù)處理被子植物花粉發(fā)育經(jīng)歷：四分體時(shí)期、單核期、雙核期。2．產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 一種是花粉通過(guò)胚狀體階段發(fā)育為植株，另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織，再將其誘導(dǎo)分化成植株。進(jìn)行何種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。3．影響花藥培養(yǎng)的因素

(1)材料的選擇 ①不同種類植物的誘導(dǎo)成功率不同。 ②同一種植物，親本植株的生理狀況對(duì)誘導(dǎo)成功率有直接影響。 ③合適的花粉發(fā)育時(shí)期：花期早期時(shí)的花藥最佳。 ④最合適的選擇時(shí)期：?jiǎn)魏司又衅诨騿魏丝窟吰凇?/p>

a．不選擇單核期以前花藥的原因：質(zhì)地幼嫩，極易破碎。

b．不選擇單核期以后花藥的原因：花瓣已有些松動(dòng)，給材料的消毒帶來(lái)困難。(2)培養(yǎng)基的組成花藥培養(yǎng)所采用的培養(yǎng)基可能因植物不同而有所變化。培養(yǎng)基各成分中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的水平和配比，常對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂和分化起決定作用。如：小麥為N6培養(yǎng)基，馬鈴薯、月季為MS培養(yǎng)基，油菜為B5培養(yǎng)基。(3)其他因素：材料的低溫預(yù)處理及接種密度對(duì)誘導(dǎo)的成功率都有一定影響。特別提醒花藥培養(yǎng)不僅對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格，而且花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基，以便愈傷組織或胚狀體進(jìn)一步分化成再生植株?！眷柟?】

下列有關(guān)花藥培養(yǎng)的說(shuō)法，正確的是 (

)。

A．花期后期時(shí)的花藥比前期更容易產(chǎn)生花粉植株

B．月季的花藥培養(yǎng)一般選擇在月季盛開(kāi)期

C．選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素

D．選擇單核期以前的花藥接種，培養(yǎng)成功率提高 解析花粉植株的獲取中選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素，花藥培養(yǎng)需選擇花蕾期的花粉發(fā)育至單核期進(jìn)行培養(yǎng)，過(guò)早或過(guò)晚都不易培養(yǎng)成功。 答案C1．取材

(1)材料的選?。簩?duì)絕大多數(shù)植物而言，適宜花粉培養(yǎng)的時(shí)期是

。

(2)花藥發(fā)育時(shí)期的確定：一般通過(guò)

來(lái)確定花粉是否處于適宜的發(fā)育期。

(3)鏡檢方法：最常用的是

法。但某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色，需采用

.花藥培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)果評(píng)價(jià)

單核期鏡檢醋酸洋紅焙花青－鉻礬法2．消毒 常用消毒液為

，消毒時(shí)間分別為

和

。3．接種和培養(yǎng)

(1)接種要求：在無(wú)菌條件下除去

、

和

的花藥立即接種到培養(yǎng)基上。

(2)培養(yǎng)條件：溫度在

左右，幼小植株形成后需要

。

(3)鑒定和篩選：在花藥培養(yǎng)中，特別是通過(guò)愈傷組織形成的花粉植株，常常會(huì)出現(xiàn)

的變化，因此需要對(duì)培養(yǎng)出的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%氯化汞溶液30s2～4min萼片花瓣花絲25℃光照染色體倍性[思維激活2]

剝離花藥時(shí)，為何不能損傷花藥？為何需徹底去除花絲？提示若花藥受損，則易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織；若未徹底去除花絲，則與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。1．花粉鑒定的兩種方法

(1)最常用的方法——醋酸洋紅法。 花藥(載玻片上)→質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的醋酸洋紅→用鑷柄將花藥搗碎，蓋上蓋玻片→鏡檢

(2)某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色—采用焙花青-鉻礬法： 花藥(在卡諾氏固定液中固定20min)→取出，置于載玻片上→焙花青—鉻礬溶液染色→蓋上蓋玻片→鏡檢(花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色)2．培養(yǎng)流程栽培選育：鑒定和篩選染色體的倍性變化特別提醒在花藥培養(yǎng)中，尤其是通過(guò)胚狀體形成的植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化，因此需對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選?！眷柟?】

育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。下面過(guò)程是采用水稻的花藥進(jìn)行培養(yǎng)的步驟。 選取水稻花藥→對(duì)花藥消毒→接種和培養(yǎng)→植物體 請(qǐng)據(jù)此回答下面的問(wèn)題。

(1)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素的影響，其中________、________是主要的影響因素；選擇合適的________也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素?！眷柟?】

育種工作者常采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株。下面過(guò)程是采用水稻的花藥進(jìn)行培養(yǎng)的步驟。 選取水稻花藥→對(duì)花藥消毒→接種和培養(yǎng)→植物體 請(qǐng)據(jù)此回答下面的問(wèn)題。

(1)誘導(dǎo)花粉植株能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低，受多種因素的影響，其中________、______________是主要的影響因素；選擇合適的______________也是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素。材料的選擇培養(yǎng)基的組成花粉發(fā)育時(shí)期(2)花粉在發(fā)育過(guò)程中要經(jīng)歷________、________、________等階段，選取的水稻花藥應(yīng)為_(kāi)_______期的花藥，此時(shí)細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。(3)在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，原因是__________；同時(shí)還要徹底去除花絲，原因是__________________________。(4)通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過(guò)________階段發(fā)育為植株；另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成________，再將其誘導(dǎo)分化成植株。(5)試管苗形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有________和________兩類激素。(2)花粉在發(fā)育過(guò)程中要經(jīng)歷________、________、________等階段，選取的水稻花藥應(yīng)為_(kāi)_______期的花藥，此時(shí)細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)，花藥培養(yǎng)成功率最高。(3)在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，原因是______________________________________________________；同時(shí)還要徹底去除花絲，原因是_________________________________________。(4)通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過(guò)________階段發(fā)育為植株；另一種是在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成________，再將其誘導(dǎo)分化成植株。(5)試管苗形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得無(wú)機(jī)鹽或礦質(zhì)元素和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有______________和___________兩類激素。四分體時(shí)期單核期雙核期單核如果花藥受損，接種后容易從受損傷的部位產(chǎn)生愈傷組織與花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成胚狀體愈傷組織細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素[思維深化]界定花藥培養(yǎng)與單倍體育種(1)單倍體育種過(guò)程：①在花藥離體培養(yǎng)基礎(chǔ)上，用秋水仙素繼續(xù)處理單倍體幼苗。②染色體加倍，重新恢復(fù)為二倍體。由于此二倍體是由單倍體的染色體加倍而來(lái)的，所以是純系，不會(huì)發(fā)生性狀分離(見(jiàn)下圖)。旁欄思考題為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來(lái)困難？答案花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來(lái)困難。練習(xí)1．提示F2紫色甜玉米的基因型組成可能為Aasusu或AAsusuA。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米(aasusu)進(jìn)行測(cè)交，可以選擇出基因型為AAsusu純種紫色甜玉米。但這種方法比較繁瑣，耗時(shí)也較長(zhǎng)，需要至少三年的選種和育種時(shí)間。如果利用花藥離體培養(yǎng)的技術(shù)，在F1產(chǎn)生的花粉中就有可能有Asu組合，再將花粉植株進(jìn)行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體(AA