搜索
课题2月季的花药培养新课导入1964年，印度科学家在培养毛叶曼陀罗的花药时，首次获得了由花药中的花粉粒发育而来的单倍体植株。这个实验说明生殖细胞和体细胞一样，在离体条件下也具有发育成完整植株的潜能。自20世纪60年代以来，花药培养的研究发展迅速。据记载，世界上已有250多种高等植物的花药培养获得成功，其中小麦、玉米，大豆、甘蔗和橡胶等近50种植物的花粉再生植株已由我国科技人员首先培育成功。学习目标1.识记被子植物花粉发育的过程；2.通过学习花药培养的基本技术，培养设计试验、动手操作、分析解释实验现象的能力。基础知识1实验操作2新知探究被子植物的有性生殖是在花里进行的，雌蕊和雄蕊是进行有性生殖的主要部分。雌蕊雄蕊1.雄蕊由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞.花药：囊状结构，内有很多花粉花丝2.花粉:3.花粉发育阶段：小孢子四分体时期；单核期；双核期花粉管精子(2个)卵细胞极核基础知识1（一）被子植物的花粉发育被子植物的花的结构是怎样的？观察下图，和减数分裂比较，你能指出对应的时期吗？又有何特点？小孢子母细胞4个小孢子1个小孢子（单核居中期）花粉管细胞核生殖细胞核营养细胞生殖细胞精子精子减数分裂有丝分裂有丝分裂特点：细胞质浓厚花粉是小孢子母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞②花粉粒的形成①经历时期：四分体时期、单核期、双核期四分体时期(小孢子)有丝分裂单核靠边期(小孢子)单核居中期(小孢子)花粉母细胞（小孢子母细胞）减数分裂精子精子有丝分裂花粉管细胞核生殖细胞核生殖细胞营养细胞双核期两个精子和一个营养细胞的基因型相同1个花粉母细胞4个小孢子减分有分4个花粉管细胞核4个生殖细胞核有分8个精子①②移栽花药中的花粉胚状体脱分化愈伤组织花药中的花粉脱分化分化丛芽再分化丛芽诱导生根（二）产生花粉植株的两种途径体细胞胚：在组织培养过程中，某些细胞在形态上转变为与合子发育成胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似。原因：培养基中的激素种类及浓度配比愈伤组织转接种到再生培养基愈伤组织分化形成再生植株愈伤组织发育途径部分花药产生愈伤组织接种在平板上的水稻花药烟草花药培养胚状体发育途径（三）影响花药培养的因素花期早期；单核居中期与靠边期之间培养基的组成材料的选择亲本生长条件、材料低温处理、接种密度等适宜的培养条件等（三）影响花药培养的因素——材料的选择花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。只有某一个时期对离体刺激敏感。最适合花药培养的小孢子发育时期为单核靠边期措施？？实验操作2（一）材料的选取选择花药时，一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。最常用的方法有醋酸洋红法。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青-铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色。①醋酸洋红法染色机理醋酸洋红为碱性染色剂，而花粉细胞内有染色体，染色体主要成分是DNA和蛋白质,易被碱性染料着色染成红色。②醋酸洋红的配置2、醋酸洋红法将体积分数45％的醋酸100ml煮沸，缓缓加入1g洋红，在加热回流8h，冷却至50℃，过滤即可。将花药放在载玻片上，加一滴质量分数1％的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片在显微镜下检查。③染色操作3、焙花青—铬钒法将无水酒精与冰醋酸按体积比为3：1的比例混匀①卡诺氏固定液的配制方法将5g铬明矾[K2SO4Cr2(SO4)·24H2O]加入90ml蒸馏水中，溶解后加入0.1g焙花青，混匀并加热至沸腾，煮沸5分钟后冷却至室温，过滤，加蒸馏水定容至100ml。②焙花青—铬钒溶液的配制方法花药应该在卡诺氏固定液中固定20min，然后取出放在载玻片上，加焙花青—铬钒溶液染色，盖上盖玻片后在显微镜下检查。③染色操作（二）材料的消毒1、花蕾用V/V为70%的酒精浸泡30秒2、无菌水清洗3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分4、放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2~4分钟（也可质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）5、无菌水冲洗3～5次②要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成立即将花药接种于培养基上，通常每瓶接种花药7-10个。1、剥取花药①勿损伤花药，以免诱导出非花粉愈伤组织2、接种（三）接种和培养①培养条件：温度25℃左右，不需要光照。3、培养②培养：花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化4、鉴定和筛选主要原因是花粉管核和生殖核融合造成的植物组织培养技术与花药培养技术的异同点项目相同点不同点植物组织培养技术离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织，再分化成丛芽，诱导出根，然后进行移栽。外植体为体细胞，染色体数无需加倍。花药培养技术取材为花药，培养的为单倍体幼苗，植株弱小，高度不育，必须用秋水仙素处理，使染色体加倍，恢复正常植株的染色体数，而且为纯种。（一）材料选取2、通过镜检来确定是否处于适宜的发育期。方法：醋酸洋红法(将染色体染成红色)—常用方法焙花青-铬矾法(花粉细胞核染成蓝黑色)。1、从花药看：从花粉看：从花蕾看：花药（载玻片上）→1%的醋酸洋红1滴→用镊柄将花药捣碎，盖上盖玻片→镜检（花粉粒的细胞核被染成红色）花药（在卡诺氏固定液中处理20min）→取出，置于载玻片上→焙花青－铬矾溶液染色→盖上盖玻片→镜检（花粉粒的细胞核被染成蓝黑色）月季的初花期单核靠边期完全未开放的（二）材料的消毒5、冲洗3～5次花药的外面有花萼、花瓣保护，通常处于无菌状态1、花蕾用浸泡30秒2、清洗3、吸干花蕾表面的水分4、放入溶液中2～4分钟（质量分数为1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液）体积分数为70%的酒精无菌水质量分数为0.1%的氯化汞无菌水无菌吸水纸课堂小结基础知识实验操作被子植物的花粉发育花粉其他因素影响因素花粉发育经历的时期月季的花药培养材料与培养基材料的选取产生途径消毒接种和培养自主测评一、选择题（每题只有一个正确答案）1.在月季花药培养的过程中，选择哪个时期的材料最易成功（）A．单核期前的花药B．单核期后的花药C．单核期花药D．双核期2.影响花药培养的主要因素是（）A．材料的选择与培养基的组成B．亲本植株的生理状况C．选择合适的花粉发育时期D．材料的低温处理与接种密度3.某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（）A．ABD和abdB．AbD和abdC．AaB和BbdD．Abd和Abd4.用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫（）A．无性生殖B．组织培养C．植物克隆D．有性生殖5.某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（）A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒CADDD自主测评6．粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个此种粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（）A．8个、7条B．8个、14条C．4个、7条D．4个、14条二、非选择题7．基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得、和小分子有机物等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有和两种激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是①____________________________________②。（4）试管苗的细胞核中含有条脱氧核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有水无机盐细胞分裂素叶绿素的形成需要光试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物24AB、Ab、aB、abA生长素练习1.答：F2紫色甜玉米的基因型组成可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu纯种紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。如果利用花药培养的技术，在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合，再将花粉植株进行染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。练习2.答：植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。两者的不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。退出