6花藥和花粉培養(yǎng)（單倍體誘導(dǎo)）目的

花藥和花粉培養(yǎng)的目的是通過(guò)使小孢子或花粉粒反復(fù)分裂形成胚狀體并獲得單倍體植物，或者獲得芽的形成，然后通過(guò)胚胎發(fā)生或芽的生長(zhǎng)形成單倍體。其染色體組成可以通過(guò)秋水仙堿或再生技術(shù)獲得可繁殖的同型純合二倍體。

世代交替6.1花藥和花粉培養(yǎng)概念花藥培養(yǎng)：將花粉發(fā)育到一定階段的花藥接種到人工培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，以誘導(dǎo)其花粉粒改變發(fā)育進(jìn)程，形成花粉胚或愈傷組織，進(jìn)而分化為苗的技術(shù)?；ǚ叟囵B(yǎng)：先將花粉從花藥中游離出來(lái)，再進(jìn)行離體培養(yǎng)。共同點(diǎn)：利用花粉（小孢子）染色體的單倍性，培育單倍體植株。6.2培養(yǎng)方法花粉發(fā)育時(shí)期：四分孢子期、單核期（小孢子期）、二核期和三核期（雄配子期）。其中單核期（尤其中、晚期）是大多數(shù)植物花粉誘導(dǎo)的最佳時(shí)期?；ǚ哿０l(fā)育不同階段的形態(tài)百合成熟花粉粒花粉發(fā)育時(shí)期的檢測(cè)：壓片法：醋酸洋紅；碘－碘化鉀染色外形：Differentflowerstagesasusedinantherculture.

Stage2istheoptimumstageofdevelopment

foruseintobaccoantherculture6.3培養(yǎng)過(guò)程6.3.1花藥培養(yǎng)材料預(yù)處理：低溫、花藥離心、低劑量輻射、化學(xué)試劑（如乙烯利）等。表面消毒接種培養(yǎng)：兩條途徑（胚狀體；器官分化），影響因素（光照、溫度等）。6.3.2花粉培養(yǎng)花粉的分離擠壓法：機(jī)械損傷、釋放抑制物質(zhì)磁攪拌法漂浮釋放法：要預(yù)處理2.培養(yǎng)方法固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)：剛好沒(méi)底看護(hù)培養(yǎng)微室培養(yǎng)：懸滴培養(yǎng)條件培養(yǎng)：培養(yǎng)基中加入花藥提取物?？醋o(hù)培養(yǎng)將完整花藥接種在瓊脂培養(yǎng)基上。將一片無(wú)菌濾紙放在花藥上。將花粉粒接種在濾紙上?？醋o(hù)組織可以相同，也可以不同。6.4培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基：MS、H適合雙子葉B5適合豆科、十字花科Nitsch適合蕓苔屬和曼陀羅屬N6適合禾本科植物激素種類(lèi)和濃度細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素蔗糖和有機(jī)添加物高蔗糖濃度（雙子葉3％，單子葉6-10％）有機(jī)添加物：椰乳活性炭Antherandhaploid

plantletsonasolid

mediumcontaining

activatedcharcoalAntherandhaploidplantletsonaliquid

mediumcontainingactivatedcharcoalAntherandhaploidplantletson

adoublelayermedium.Thesolid

lowerpartcontainscharcoal

whiletheupperliquidlayer

containsthegrowthregulators6.5單倍體植株的鑒定花粉植株的倍性：不同倍性來(lái)源：核內(nèi)有絲分裂、畸變核融合；花藥壁污染形態(tài)學(xué)鑒定：形態(tài)特征、結(jié)實(shí)性、花粉粒大小和著色、氣孔大小和數(shù)目等；細(xì)胞學(xué)鑒定分子標(biāo)記鑒定6.6單倍體植株的染色體加倍自然加倍：核有絲分裂和核融合人工加倍：秋水仙素愈傷組織再生：組織創(chuàng)傷法6.7花粉花藥培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)縮短育種年限。提高選擇效率：有利于隱性基因性狀的選擇。獲得單性別特殊材料：如超雄株。作為遺傳研究材料。我國(guó)成就：禾本科經(jīng)濟(jì)作物。6.8花粉花藥培養(yǎng)的缺點(diǎn)誘導(dǎo)頻率低：有的只有百分之幾、千分之幾甚至更低；體細(xì)胞干擾問(wèn)題；倍性變異問(wèn)題；白化苗問(wèn)題。煙草花藥雄核發(fā)育過(guò)程7天Antheraftercultureinitiation.

Antherwallhasburstopenand

globularembryosanddeveloping

microsporesarevisible7天Microscopiccrosssectionofananther7daysaftercultureinitiation.Antherwallhasburstopenandglobularembryosanddevelopingmicrosporesarevisible.

Theoriginalexinefromthedevelopingmicrospores/pollengrainsarestainedred.14天Globularembryosarevisible

14daysafterinitiation14天Microscopiccrosssectionof

ananther14daysafterculture

initiation.Globularembryos

arevisible14daysafterinitiation21天Advancedheartshaped

(cylindrical)andtorpedostage

embryosarevisibleintheanther21天Microscopiccrosssection.

Advancedheartshaped

(cylindrical)andtorpedostage

embryosarevisible.Vascular

tissueisvisibleinsomeof

theembryos之后Tobaccoantherwithrooted

haploidplantletsTobaccoantherwithdevelopinghaploidplantlet,arisingfromthemicrospore復(fù)習(xí)思考題什么是花藥培養(yǎng)和花粉培養(yǎng)？有何用途？花藥和花粉培養(yǎng)的最佳取材時(shí)期是什么時(shí)候？花粉培養(yǎng)有哪些培養(yǎng)方法？怎么進(jìn)行花粉分離？7組培與育種單倍體育種突變育種培育遠(yuǎn)源雜種基因工程育種突變育種根據(jù)突變?cè)蚩煞譃檎T變和無(wú)性系變異。根據(jù)突變的主體可分為外植體突變和接種體突變（愈傷組織突變、懸浮細(xì)胞突變和不定芽突變等）愈傷組織、懸浮培養(yǎng)細(xì)胞易變異、細(xì)胞數(shù)量大，有利于突變體篩選。多用于抗性篩選（給予脅迫條件，進(jìn)行定向篩選）。已選出一些抗病、抗鹽、高賴(lài)氨酸、高蛋白的突變體，有些已用于生產(chǎn)。誘變（芽誘變、愈傷組織誘變）目的：通過(guò)化學(xué)或射線處理獲得變異。物理突變劑：

X-射線，伽馬射線，紫外線等化學(xué)突變劑：

EMS（甲基磺酸乙酯）、疊氮鈉等controlchambergenerationofgammaradiation

irradiationofplantmaterial

多用于篩選雜色植物。香蕉杜鵑花玫瑰Bananameristempiecesareirradiatedinagammacell.

andsubculturedinvitro.

Regeneratedplants...aretransplantedinthefield,

whereafurtherselectiontakesplace.FinallyanewCavendish

bananamutantwasintroducedScreeningthousandsofirradiatedshoots...toobtainafewmutants

Arosecultureisinitatedinvitro

Shoottipsareirradiatedandmultipliedfor5subcultures

Chlorophylldeficientmutant

ofroseobtainedaftergamma

irradiationoriginalcultivarredmutantwhitemutant嵌合體和雜色植物嵌合體植物是指頂端層一到兩層細(xì)胞遺傳上有差異的植物。Draceana頂端分生組織高等植物芽頂點(diǎn)（分生組織）是多細(xì)胞和多層的。大多數(shù)雙子葉植物：3層

2個(gè)被囊層（L1和L2）

1個(gè)基層（L3）單子葉植物：2～3層通常，有序的細(xì)胞分裂面防止了各層之間的混淆。multilayeredapex頂端分生組織的每一層將形成植物的某一特定組織。L1：葉表皮、莖表皮（包括刺）和花表皮L2：柵欄組織、葉緣、配子、花瓣、莖L3：海綿組織、葉脈、根和莖的中間部分類(lèi)型扇形嵌合體：遺傳上不同的細(xì)胞嵌入頂點(diǎn)的所有層次。邊緣嵌合體：一到兩層頂點(diǎn)細(xì)胞的一部分有遺傳差異。外周嵌合體：一到兩層頂點(diǎn)細(xì)胞整層有遺傳差異。核或葉綠體突變頂點(diǎn)細(xì)胞遺傳組成上的任何改變都可能引起嵌合體色素突變?nèi)~綠體突變遺傳單元的換位

在特殊的種或特殊的遺傳背景下，一系列遺傳單元偶爾可能從染色體某一位置轉(zhuǎn)換到另一位置，或引起染色體斷裂，結(jié)果產(chǎn)生遺傳鑲嵌。當(dāng)插入影響到色素基因，就出現(xiàn)斑點(diǎn)。這一現(xiàn)象在玉米、矮牽牛和番薯屬植物均有描述。JumpinggenesinPetunia

嫁接自發(fā)的嵌合體嫁接：

1674年：奇異的桔子佛羅倫薩一個(gè)園丁把酸橙的一個(gè)幼芽嫁接到香櫞苗的莖干上。芽沒(méi)有被接受，而在莖干上的愈傷組織中卻形成了另一個(gè)芽。在同一植株上，有葉子，有花，也有果實(shí)，可以與香櫞區(qū)別開(kāi)，也有兩者混合的果實(shí)或有各種不同的變化。

香櫞酸橙1825年：+Laburnocytisius

adamii亞當(dāng)是巴黎附近Vitry的一名園藝工人，他把金雀花樹(shù)皮上的盾插入到普通的金蓮花莖干中。芽休眠了一年后萌發(fā)出大量的新芽，其中一個(gè)長(zhǎng)得比其他更直更有力，葉子比一般的金雀花大。這個(gè)稱(chēng)為+Laburnocytisius

adamii的品種在歐洲廣泛傳播。這種樹(shù)性狀不穩(wěn)定，容易回復(fù)到雙親種的花和葉的性狀。金蓮花金雀花離體合成嵌合體愈傷組織混合

不同基因型的細(xì)胞集合成的愈傷組織上可以長(zhǎng)出嵌合的芽。這樣的愈傷組織可以通過(guò)突變或?qū)煞N（或更多）遺傳上有差異的植物愈傷組織混合來(lái)獲得。芽的誘導(dǎo)必須是多細(xì)胞起源的。離體嫁接活體和離體一樣，從主根或幼芽來(lái)的細(xì)胞在嫁接部位可幫助形成新芽。當(dāng)結(jié)合部位或鞍部痊愈時(shí)，除了很薄的一層組織，幼芽其他部位都去掉。所有不是從嫁接部位生成的芽也都去掉。半受精

半受精是由反常受精引起的，雄性核子穿透卵細(xì)胞但并不與卵細(xì)胞融合。雌性和雄性核子分離，結(jié)果形成雜合胚，具有母性或父性單倍體組織特性。嵌合體的離體培養(yǎng)繁殖

利用莖尖或腋芽來(lái)繁殖嵌合體。不要用不定芽或體胚，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下，它們起源于L1、L2或L3其中一層。Draceanachimeramultiplied

byaxillaryshoot嵌合體分離

嵌合體可以通過(guò)誘導(dǎo)不定芽或體胚來(lái)分解，因?yàn)樗鼈兇蠖计鹪从谝粚蛹?xì)胞。Thisazaleachimeracould

bedecomposedinacarmine

andawhitecultivarinvitroadventitiousshoots

onaroseleafadventitiousshootformation

onrhododendronleaves雜色植物

定義雜色＝器官上不同顏色的不連續(xù)斑點(diǎn)。

類(lèi)型細(xì)胞系雜色從一個(gè)突變細(xì)胞增殖而來(lái)的一群?jiǎn)紊募?xì)胞。如果這是一個(gè)芽頂點(diǎn)的細(xì)胞，雜色植物就是嵌合體（不是通過(guò)有性遺傳獲得的）。非細(xì)胞系雜色所有的細(xì)胞基因型相同，但色素基因表達(dá)不同（有性遺傳）。Coleusblumei不是所有的嵌合體都是雜色的不是所有的雜色都是嵌合體例子

植物中，雜色最常見(jiàn)于葉片或花瓣出現(xiàn)不同的顏色

斑紋大斑點(diǎn)條紋邊緣以上展示的玫瑰和也門(mén)鐵是嵌合體，玫紅點(diǎn)嫣紅蔓和花葉萬(wàn)年青則不是。起源雜色原因基因表達(dá)的不同

葉片皰疹：葉片的某些區(qū)域細(xì)胞與其下層的細(xì)胞分離病毒基因鑲嵌復(fù)習(xí)思考題什么是植物快繁？有何特點(diǎn)？植物快繁的器官形成方式有哪些？各有什么特點(diǎn)？簡(jiǎn)述植物快繁的程序。什么是嵌合體？如何離體合成、培養(yǎng)或分離嵌合體？嵌合體和雜色植物是同一概念嗎？8植物離體繁殖植物快繁是指利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)，使其短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植株的技術(shù)。也叫植物離體繁殖或微繁。

植物快繁的特點(diǎn)繁殖效率高。周年繁殖，生長(zhǎng)速度快。培養(yǎng)條件可控性強(qiáng)。占用空間小。30m2可培育數(shù)十萬(wàn)株苗木。管理方便，利于自動(dòng)化控制。便于種質(zhì)保存和交換。8.1植物快繁的器官形成方式短枝發(fā)生型叢生芽發(fā)生型不定芽發(fā)生型胚狀體發(fā)生型原球莖發(fā)生型短枝發(fā)生型概念：帶葉莖段形成完整植株，再剪成帶葉莖段繼代成苗。特點(diǎn)：一次成苗，性狀穩(wěn)定，過(guò)程簡(jiǎn)單，成活率高?；ɑ芎推咸训脑嚬苊缟a(chǎn)常用此法。叢生芽發(fā)生型概念：頂芽或腋芽不斷發(fā)生腋芽而呈叢生芽，再將單芽誘導(dǎo)生根成苗。特點(diǎn)：性狀穩(wěn)定，增殖率高。大多數(shù)植物快繁的主要方式。axillarybranchingin

achimeralDracaena腋芽不定芽發(fā)生型概念：外植體脫分化形成愈傷組織，再分化產(chǎn)生不定芽，或不經(jīng)愈傷組織直接形成不定芽，再將芽誘導(dǎo)生根成苗。特點(diǎn)：增殖率高于叢生芽發(fā)生型，但較易變異，并會(huì)導(dǎo)致嵌合性狀發(fā)生分離。許多植物快繁的主要方式。adventitiousbuddevelopment

inachimeralDracaena不定芽胚狀體發(fā)生型概念：外植體經(jīng)愈傷組織發(fā)育成胚狀體或直接發(fā)育成胚狀體，直接成苗。特點(diǎn)：增殖率最高，但胚狀體發(fā)生和發(fā)育較復(fù)雜。目前此法應(yīng)用尚不廣泛。原球莖發(fā)生型概念：莖尖或腋芽培養(yǎng)產(chǎn)生原球莖，增殖形成原球莖叢，再切割增殖或培養(yǎng)成完整植株。是蘭花唯一有效的大規(guī)模無(wú)性繁殖方法，促使了蘭花工業(yè)的形成。1960年，Morel利用蘭花莖尖培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了脫毒和快速繁殖的兩個(gè)目的。這一技術(shù)導(dǎo)致歐洲、美洲和東南亞許多國(guó)家“蘭花工業(yè)”的興起。大花蕙蘭原球莖

蘭花原球莖切塊再生形成莖的過(guò)程石斛原球莖石斛組培苗石斛原球莖8.2植物快繁的程序階段Ⅰ：無(wú)菌培養(yǎng)的建立；階段Ⅱ：繁殖體的增殖；階段Ⅲ：芽苗的生根；階段Ⅳ：小植株的移栽馴化。8.2.1階段Ⅰ：無(wú)菌培養(yǎng)的建立母株和外植體的選取無(wú)菌培養(yǎng)物的獲得外植體的啟動(dòng)生長(zhǎng)母株和外植體的選取母株標(biāo)準(zhǔn)：性狀穩(wěn)定、生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害。外植體：木本、較大草本：帶芽莖段、頂芽、腋芽等。易繁殖、矮小或具短莖的草本：葉片、葉柄、花莖、花瓣等。motherplants,

drip-irrigated滴灌母株youngshootsarecutoff剪下幼嫩枝條當(dāng)植株的其他部位難以消毒時(shí)，可以選用種子，消毒后的種子在無(wú)菌條件下播種到含有水－瓊脂培養(yǎng)基上或1/10MS培養(yǎng)基上使其發(fā)芽。將經(jīng)消毒的幼苗切成小片，作為外植體。無(wú)菌培養(yǎng)物的獲得滅菌接種檢測(cè)充分的滅菌和“不受污染”的高存活率之間的折中。leavesarediscarded,

petiolesremainontheshoot去葉，保留葉柄rinsewith80%ethanol,

sterilizein10%commercialbleach(NaOCl)

for15minutesrinse3x

withsterile

watercutoffbasalendandtopcutnodeseachnodecontainsan

axillary

meristembringthenodeinatesttubeready外植體的啟動(dòng)生長(zhǎng)腋芽生長(zhǎng)傷口處產(chǎn)生不定芽產(chǎn)生愈傷組織階段Ⅰ一般需要4～6周；有些木本植物需要1年。8.2.2階段Ⅱ：繁殖體的增殖培養(yǎng)材料的增殖：4~8周/代。增殖培養(yǎng)基：細(xì)胞分裂素和礦質(zhì)元素濃度高于階段Ⅰ。增值體的大小和切割方法：1個(gè)莖節(jié)。8.2.3階段Ⅲ：芽苗的生根離體生根：培養(yǎng)基的無(wú)機(jī)鹽濃度是階段Ⅰ的1/2或1/4，減少或除去細(xì)胞分裂素，增加生長(zhǎng)素。活體生根：芽苗先在生長(zhǎng)素溶液中快速浸蘸，再溫室培養(yǎng)基質(zhì)中高濕度培養(yǎng)。階段Ⅲ一般轉(zhuǎn)接一次就可完成，2～4周。8.2.4階段Ⅳ：小植株的移栽馴化移栽前應(yīng)進(jìn)行高光強(qiáng)煉苗，使植株生長(zhǎng)粗壯，并打開(kāi)瓶口，降低濕度。移栽：洗去培養(yǎng)