第五章花药和花粉2014题库.ppt

要求 了解植物的花药和药粉培养概念及应用， 单倍体植株鉴定和染色体加倍技术； 掌握植物的花药和花粉培养技术。 讲解重点 植物的花药和花粉培养技术 及影响因素。 第一节 植物花药和花粉培养的概念和应用 自1964年Guha和Maheshwari首次获得 曼陀罗单倍体植株以来， 已有250多种高等植物通过花药培养得到了 单倍体植株。其中有近1/4的植物种类的 花粉植株是在我国首次培养成功的， 包括比较困难的禾本科作物。 中国首先应用单倍体育种法改良作物品种， 已育成了一些烟草、水稻、小麦等优良品种。 花药和花粉培养 是指在合成培养基上，改变花粉的发育途径，使其不形成配子， 而象体细胞一样进行分裂、分化，最终发育成完整植株的。 花药培养是将一定发育期的花药进行离体培养的技术， 就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴。 花粉培养是将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来， 再加以离体培养，也称为小孢子培养。 从培养方法和技术方面来讲，它属于细胞培养的范畴。 2. 物种进化研究 利用单倍体材料可查明其原始亲本染色体组的构成。 单倍体植物减数分裂时， 形成二价体染色体的可能性及其数目和形状， 能够说明有无同源染色体， 如发现大量的二价体，同时植株表现高度可育性， 说明核内有相同的染色体组， 此单倍体植株则是多倍体。 3. 遗传分析 单倍体是研究基因性质及其作用的良好材料。 目前在许多植物上应用植物单倍体培养技术 已构建出DH群体（单倍体加倍获得的双单倍体）， 并用于遗传分析。 以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）为材料， 在水分胁迫及非胁迫两种条件下 考察水培幼苗的单株根数、最大根长、根鲜重、根干重、 根茎鲜重比及根茎干重比等根系性状。 应用基于混合线性模型的复合区间作图法 分析幼苗根系性状的QTL，以及基因与环境的互作。 4. 分子生物学 为构建RFLP和RAPD连锁图，需要建立合适的作图群体（大致分为4类） （1）基于单交产生的F2群体 F2易配制， 提供给遗传分析的信息最为丰富， 可以估计加性效应和显性效应， 但是 F2 提供的种子有限，很难进行连续性研究。 （2）回交（BC）群体 陈冰嬬，石英尧，崔金腾，等. 利用BC2F2高代回交群体定位水稻籽粒大小 和形状QTL. 作物学报，2008,?34(8):?1299?1307 暂时性群体 （3）重组自交系群体（RIL）； 经过连续多代自交或姊妹交产生的，这使得染色体间重组机会增加，因而可以用来更精确地定位那些紧密连锁的位点； 另外它可以连续提供家系内遗传上一致的种子， 因此可以进行重复区组试验，把区组效应、重复效应和随机误差最小化或分解开来，检测 QTL 的准确性增加。 但是构建这样的群体需要很长时间，而且不能估计显性效应。 （4）DH群体（双单倍体群体） 。 F1杂种水稻植株，取花药，培养再生植株，秋水仙素处理，移栽，开花期套袋自交，单株收获种子。 永久性群体 近等基因系 以上群体在 QTL 定位方面存在共同局限性， 即对 QTL 的精确定位能力不强， 如果要精细定位 QTL ，那么最好的研究群体是近等基因系。 近等基因系基本特征是整个染色体的绝大部分区间完全相同， 只在一个或少数几个区间彼此存在差异， 因此它能使整个基因组间的多个 QTLs 分解为只存在一个或几个 QTLs 分离， 消除其它背景干扰 消除主效 QTL 对微效 QTL 效应的掩盖作用， 对 QTL 精细定位很有帮助。 5. 植物基因克隆筛选 把已知的转座基因转化异源植物， 通过转座因子标签法定向诱导突变体， 已成为克隆植物基因的有效途径之一。 关键：筛选到转座因子引起的表型突变体。 单倍体可直接表达隐性基因的性状， 更适合在细胞水平筛选突变体。 （2）化学物质处理 ◆高糖：高糖预处理提高愈伤组织和胚状体的诱导率。 提高愈伤诱导：玉米，25%蔗糖，6-8min。 ◆甘露醇：处理造成小孢子饥饿，引起脱分化。 ◆秋水仙素：导致均等分裂。 ◆乙烯利：诱导额外分裂，使多核花粉增多。 （3）其他 ◆射线：诱导愈伤组织形成。 ◆离心：重力作用影响小孢子发育，提高单倍体植株诱导率。 ◆磁场：提高愈伤组织诱导率。 3. 消毒 3-5℃低温处理3-10天 -（大花蕾将萼片剥掉） -70%酒精几秒 -0.1%升汞10min -无菌水冲洗。