月季花药培养

月季花药培养第一课时植物的花药培养在育种上有什么意义？花粉粒（1N）单倍体植株（1N）二倍体纯合子植株（2N）缩短了育种周期，植株人工诱导加倍后为染色体数目正常的纯种。花丝花药：囊状结构，内有很多花粉花粉是由花粉母细胞（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。花粉的发育要经历：四分体时期、单核期、双核期等阶段。（一）被子植物的花粉发育雄蕊基础知识（一）被子植物的花粉发育被子植物花粉的发育过程①二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）②三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个精子。③两个精子和一个营养核的基因型相同。题型一花粉的发育【例题1】关于被子植物花粉的形成,下列说法正确的是()A.花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的B.花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期C.花粉发育经历双核期时,两个细胞核中的遗传物质并不完全相同D.花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程解析:花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的;其发育经历了小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。双核期后形成的两个细胞是由一个细胞经有丝分裂产生的,两个细胞的细胞核具有完全相同的遗传物质。花粉粒内的生殖细胞再经有丝分裂得到2个精子。答案:BB（二）产生花粉植株的两种途径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（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，发育过程亦与合子胚类似，被称为体细胞胚（胚状体）。比较花药培养与单倍体育种示意图:尽管花药离体培养是单倍体育种的首要环节,但二者的步骤和结果是不同的。应注意看清楚是培养过程还是育种过程,花药离体培养只涉及上图中的①②③④,而单倍体育种则包括①②③④⑤。二、产生花粉植株的两种途径（三）影响花药培养的因素材料的选择培养基的组成KT（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。其他条件：亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定的影响。为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。（三）影响花药培养的因素题型二花粉的选择【例题2】选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素之一,下列说法正确的是()A.任何时期的花粉都可经过培养产生愈伤组织或胚状体B.对所有植物来说,在单核期,即细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高C.对一般植物而言,单核期时花药培养成功率最高D.为挑选到单核期的花药,通常选择部分开放的花朵解析:花粉的发育时期对花药培养的成功率有重要影响,一般来说,在单核期,即细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高,但并不是所有的植物都是如此。为挑选到单核期的花药,通常选用完全未开放的花蕾。答案:C（一）材料的选择选择花药时，一般要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。实验操作（二）材料的消毒1.将花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡30s2.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2~4min（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（三）接种和培养灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易从受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。（三）接种和培养通常每瓶接种花药7-10个，温度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。一般经过20-30天培养后，会发现花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。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。（主要原因是营养核和生殖核融合造成的。）故需对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。（三）接种和培养题型三花药培养的过程【例题3】下列有关花药离体培养的说法,错误的是()A.对材料的选择最常用的方法是焙花青—铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色B.材料消毒时,用氯化汞溶液或次氯酸钙溶液浸泡后,需要用无菌水冲洗C.接种花药后一段时间内不需要光照,但幼小植株形成后需要光照D.接种的花药长出愈伤组织或胚状体后,要适时转换培养基,以便进一步分化成再生植株解析:对材料的选择最常用的方法是醋酸洋红法。答案:A植物组织培养技术与花药培养技术的比较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。选材是否恰当选材是否成功是花药培养成功的关键。应学会通过显微镜观察处于适宜发育期的花粉。课题成果评价无菌技术是否过关如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。课题成果评价接种是否成功如果接种的花药长出愈伤组织或释放出胚状体，花药培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。课题成果评价F2代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代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。***教材练习1***如果利用花药培养的技术，在F1代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子（AAsusu）。这种方法可以大大缩短育种周期。***练习2***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。5知识回顾育种工作者常采用花药培养的方法,使花粉粒发育为单倍体植株。采用水稻的花药进行培养过程的流程:选取水稻花药→对花药消毒→接种和培养→植物体。请回答下列问题。(1)选取的水稻花药应为期,如果此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功率最高。(2)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是花粉通过阶段发育为植株;另一种是在诱导培养基上先形成,再将其诱导分化成植株。单核胚状体愈伤组织5知识回顾采用水稻的花药进行培养过程的流程:选取水稻花药→对花药消毒→接种和培养→植物体。请回答下列问题。(3)试管苗形成过程中,必须从培养基中获得和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有和两种植物激素。(4)若接种过花药的培养基被污染,则可能的原因有哪些?(至少写出两条)。无机盐生长素细胞分裂素①培养基灭菌不彻底;②花蕾消毒不彻底;③接种时无菌操作不规范等