必威体育精装版(第七章)第八章植物花药(花粉)培养.ppt

第八章 植物花药（花粉）培养与单倍体育种 第八章 植物花药（花粉）培养与单倍体育种 第一节 有关基本概念及含义 第二节 花药和小孢子的发育 第三节 花粉培养 第四节 花药培养 第五节 花药（花粉）培养中白化苗产生的机理及影响因素 第六节 花药（花粉）培养及单倍体育种的应用 第一节 有关基本概念及含义 1、植物花药与花粉（粒） 花药是植物花的雄性器官，由两部分细胞组成： （1）体细胞——药壁和药隔组织的细胞，按染色体倍性，为二倍体细胞。 （2）雄性性细胞，即小孢子，又称“花粉粒”——花粉粒的细胞，为单倍体细胞。 2、花药培养（Auther culture）: 指把植物花药在合成培养基上进行培养，诱导花粉（粒）再生植株的方法。属于一种器官（植物雄性器官）培养。 第一节 有关基本概念及含义 3、花粉（粒）培养（Pollen culture）: 指把花粉从花药中分离出来，以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。属于单细胞培养。 4、白化苗 指在花药（花粉）培养中，禾本科特别是水稻因受有关因素影响，出现缺绿白化的再生植株称之。 第一节 有关基本概念及含义 5、单倍体育种 指通过花药（花粉）培养诱导单倍体花粉植株，经加倍纯合，快迅、准确地选育出植物新品种的一种育种方法。 将具有单套染色体的单倍体植物，经人工染色体加倍，使其成为纯合二倍体。从中选出具有优良性状的个体。直接繁育成新品种；或选出具有单一优良性状的个体，作为杂交育种的原始材料，称之为单倍体育种。 第二节 花药和小孢子的发育 1．花药分化与花粉粒形成 花药是储存花粉粒的器官，1个花药里可有成千上万个花粉粒。花药的分化程序如图1所示： 在高等植物有性繁殖的世代交替生活史中，花粉代表雄配子体世代，它通过小孢子形成过程产生。 第二节 花药和小孢子的发育 2、母体内小孢子的正常发育 高等植物的小孢子母细胞发育至成熟的花粉粒，整个发育程序大致可分为三个时期： 第一期是小孢子母细胞通过减数分裂形成四分体；第二期为四分体分离开来，单个小孢子继续发育；第三期是小孢子发育为成熟的花粉粒。（图2） 第二节 花药和小孢子的发育 （以烟草花粉发育过程为例，说明被子植物花粉发育过程，P222） 第一期：小孢子母细胞经减数分裂形成孢子四分体，随胼胝质分解，4个小孢子分离。 第二期：小孢子为球形细胞，核大，有液泡，挤核靠边（单核靠边期），期末细胞明显增大，细胞壁特化，小孢子进行第一次花粉细胞有丝分裂（不对称），形成2个不均等的细胞。 第三期：小孢子细胞中有2个核。 在离体培养条件下，花粉发育偏离正常发育途径，第一次花粉细胞有丝分裂是对称的，结果形成两个形态和体积相等的细胞，把此作为B型。 第二节 花药和小孢子的发育 3、离体培养的小孢子的发育途径 在离体培养的条件下，由于改变了小孢子原来的生活环境，花粉的正常发育途径受到抑制，出现不同的小孢子发育途径。对大多数植物来说，离体培养条件下，诱导小孢子雄核发育的最适时期是处于单核中、晚期的花粉（花药）。（在四分体或双核期虽也有成功报导，与后讲选材时期有关）。 第二节 花药和小孢子的发育 离体培养条件下，小孢子雄核发育主要有如下几条途径：（图—3） （1）营养细胞发育途径（A途径）： 即小孢子第一次有丝分裂，形成一个营养核和一个生殖核，其生殖核较小，一般不分裂或分裂几次便逐渐退化而败育，而较大的营养核不断分裂形成细胞团，并迅速增殖成单倍性的愈伤组织或胚状体，最后形成单倍体植株（图—3A）。 （2）生殖细胞发育途径（B途径） 在此途径中，营养核分裂1～2次即退化了，而生殖核经多次分裂发育成多细胞团，进而通过形成单倍性的愈伤组织或胚状体而产生单倍体植株。（图—3B） 第二节 花药和小孢子的发育 （3）营养细胞与生殖细胞并进的发育途径（C途径）： 即小孢子中形成的生殖核和营养核同时分别持续分裂，最后形成由营养核分裂而成的细胞较大的多细胞团和由生殖核分裂而成的细胞较小的多细胞团所共同构成的单倍性愈伤组织或胚状体（图—3C），最后也可产生单倍体植株。 （4）小孢子均等分裂途径（D途径） 小孢子第一次分裂时为非正常的有丝分裂，即进行均等分裂形成二个均等的子核，以后二核间产生细胞壁而形成两个大小一致的子细胞，分别分裂而成多细胞团，进而发育成单倍性的愈伤组织或胚状体而产生单倍体植物（图—3D），此种途径较普遍。 第二节 花药和小孢子的发育 （5）小孢子内均等核融合途径（E途径）： 即小孢子第一次异常有丝分裂产生的两个均等的子核间不形成细胞壁，因而它们可相互融合