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育种工作者采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。这样的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会产生性状分离。单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。植物的花药培养的育种意义一、被子植物的花粉发育雄蕊：花丝花药：囊状结构，内有很多花粉粒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。花粉的发育要经历：小孢子四分体时期、单核期、双核期基础知识小孢子四分体时期：单核期：双核期4个单倍体细胞连在一起四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒。这时的细胞含浓厚的原生质，核位于细胞的中央（单核居中期）。随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期）靠近细胞一侧的细胞核，分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是营养细胞，一个是生殖细胞。生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。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细胞的基因型相同。④1花粉母细胞4个小孢子减分有分4个营养细胞4个生殖细胞有分8个精子注意：花粉胚状体愈伤组织丛芽生根移栽脱分化分化再分化诱导二、产生花粉植株的两条途径花粉丛芽这两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比不同植物诱导成功率不同；同一植物的不同生理状况（花期早期－初花期）合适的花粉发育期（单核居中期与靠边期之间）此外，植株生长条件、材料低温预处理、接种密度等月季花药培养基配方在1000mLMS培养基配方中添加2.4—D0.4mgKT0.2mgIAA4mg调节PH至5.8。（三）影响花药培养的因素1、材料的选择2、培养基的组成（三）影响花药培养的因素注意事项：花粉发育的过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。-----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。实验操作-----材料的消毒1、花蕾用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次用于培养花药，实际上多数未熟，由于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或幼穗消毒即可。实验操作•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。-----接种和培养消毒后的花蕾，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。实验操作操作注意事项操作培养条件-----接种和培养实验操作通常每瓶接种花药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。-----接种和培养实验操作培养时间、培养结果以及处理措施一般经过20～30d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。为什么？主要原因是营养核和生殖核融合造成的。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。因此还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。鉴定和筛选-----接种和培养实验操作植物组织培养技术与花药培养技术的异同点项目不同点相同点花药培养技术植物组织培养技术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培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同都需要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。相对容易•练习1.•答：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。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。比较杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种项目杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用射线、化学药品处理用秋水仙素处理种子或幼苗花药离体培养原理基因重组，把两亲本优良性状组合在同一后代中用人工方法诱发基因突变，产生新性状和新品种抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数加倍后不形成两个细胞诱导配子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体优缺点方法简便，但耗时长，需经多年才能获得纯合体加速育种进程，大幅度改变某些性状，但有利个体不多器官较大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率低举例水稻杂交高产量青霉素菌株三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦月季花药培养