6花藥和花粉培養（單倍體誘導）目的

花藥和花粉培養的目的是通過使小孢子或花粉粒反復分裂形成胚狀體并獲得單倍體植物，或者獲得芽的形成，然后通過胚胎發生或芽的生長形成單倍體。其染色體組成可以通過秋水仙堿或再生技術獲得可繁殖的同型純合二倍體。

世代交替6.1花藥和花粉培養概念花藥培養：將花粉發育到一定階段的花藥接種到人工培養基上進行培養，以誘導其花粉粒改變發育進程，形成花粉胚或愈傷組織，進而分化為苗的技術。花粉培養：先將花粉從花藥中游離出來，再進行離體培養。共同點：利用花粉（小孢子）染色體的單倍性，培育單倍體植株。6.2培養方法花粉發育時期：四分孢子期、單核期（小孢子期）、二核期和三核期（雄配子期）。其中單核期（尤其中、晚期）是大多數植物花粉誘導的最佳時期?；ǚ哿０l育不同階段的形態百合成熟花粉?；ǚ郯l育時期的檢測：壓片法：醋酸洋紅；碘－碘化鉀染色外形：Differentflowerstagesasusedinantherculture.

Stage2istheoptimumstageofdevelopment

foruseintobaccoantherculture6.3培養過程6.3.1花藥培養材料預處理：低溫、花藥離心、低劑量輻射、化學試劑（如乙烯利）等。表面消毒接種培養：兩條途徑（胚狀體；器官分化），影響因素（光照、溫度等）。6.3.2花粉培養花粉的分離擠壓法：機械損傷、釋放抑制物質磁攪拌法漂浮釋放法：要預處理2.培養方法固體培養液體培養：剛好沒底看護培養微室培養：懸滴培養條件培養：培養基中加入花藥提取物?？醋o培養將完整花藥接種在瓊脂培養基上。將一片無菌濾紙放在花藥上。將花粉粒接種在濾紙上?？醋o組織可以相同，也可以不同。6.4培養基基本培養基：MS、H適合雙子葉B5適合豆科、十字花科Nitsch適合蕓苔屬和曼陀羅屬N6適合禾本科植物激素種類和濃度細胞分裂素生長素蔗糖和有機添加物高蔗糖濃度（雙子葉3％，單子葉6-10％）有機添加物：椰乳活性炭Antherandhaploid

plantletsonasolid

mediumcontaining

activatedcharcoalAntherandhaploidplantletsonaliquid

mediumcontainingactivatedcharcoalAntherandhaploidplantletson

adoublelayermedium.Thesolid

lowerpartcontainscharcoal

whiletheupperliquidlayer

containsthegrowthregulators6.5單倍體植株的鑒定花粉植株的倍性：不同倍性來源：核內有絲分裂、畸變核融合；花藥壁污染形態學鑒定：形態特征、結實性、花粉粒大小和著色、氣孔大小和數目等；細胞學鑒定分子標記鑒定6.6單倍體植株的染色體加倍自然加倍：核有絲分裂和核融合人工加倍：秋水仙素愈傷組織再生：組織創傷法6.7花粉花藥培養的優點縮短育種年限。提高選擇效率：有利于隱性基因性狀的選擇。獲得單性別特殊材料：如超雄株。作為遺傳研究材料。我國成就：禾本科經濟作物。6.8花粉花藥培養的缺點誘導頻率低：有的只有百分之幾、千分之幾甚至更低；體細胞干擾問題；倍性變異問題；白化苗問題。煙草花藥雄核發育過程7天Antheraftercultureinitiation.

Antherwallhasburstopenand

globularembryosanddeveloping

microsporesarevisible7天Microscopiccrosssectionofananther7daysaftercultureinitiation.Antherwallhasburstopenandglobularembryosanddevelopingmicrosporesarevisible.

Theoriginalexinefromthedevelopingmicrospores/pollengrainsarestainedred.14天Globularembryosarevisible

14daysafterinitiation14天Microscopiccrosssectionof

ananther14daysafterculture

initiation.Globularembryos

arevisible14daysafterinitiation21天Advancedheartshaped

(cylindrical)andtorpedostage

embryosarevisibleintheanther21天Microscopiccrosssection.

Advancedheartshaped

(cylindrical)andtorpedostage

embryosarevisible.Vascular

tissueisvisibleinsomeof

theembryos之后Tobaccoantherwithrooted

haploidplantletsTobaccoantherwithdevelopinghaploidplantlet,arisingfromthemicrospore復習思考題什么是花藥培養和花粉培養？有何用途？花藥和花粉培養的最佳取材時期是什么時候？花粉培養有哪些培養方法？怎么進行花粉分離？7組培與育種單倍體育種突變育種培育遠源雜種基因工程育種突變育種根據突變原因可分為誘變和無性系變異。根據突變的主體可分為外植體突變和接種體突變（愈傷組織突變、懸浮細胞突變和不定芽突變等）愈傷組織、懸浮培養細胞易變異、細胞數量大，有利于突變體篩選。多用于抗性篩選（給予脅迫條件，進行定向篩選）。已選出一些抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白的突變體，有些已用于生產。誘變（芽誘變、愈傷組織誘變）目的：通過化學或射線處理獲得變異。物理突變劑：

X-射線，伽馬射線，紫外線等化學突變劑：

EMS（甲基磺酸乙酯）、疊氮鈉等controlchambergenerationofgammaradiation

irradiationofplantmaterial

多用于篩選雜色植物。香蕉杜鵑花玫瑰Bananameristempiecesareirradiatedinagammacell.

andsubculturedinvitro.

Regeneratedplants...aretransplantedinthefield,

whereafurtherselectiontakesplace.FinallyanewCavendish

bananamutantwasintroducedScreeningthousandsofirradiatedshoots...toobtainafewmutants

Arosecultureisinitatedinvitro

Shoottipsareirradiatedandmultipliedfor5subcultures

Chlorophylldeficientmutant

ofroseobtainedaftergamma

irradiationoriginalcultivarredmutantwhitemutant嵌合體和雜色植物嵌合體植物是指頂端層一到兩層細胞遺傳上有差異的植物。Draceana頂端分生組織高等植物芽頂點（分生組織）是多細胞和多層的。大多數雙子葉植物：3層

2個被囊層（L1和L2）

1個基層（L3）單子葉植物：2～3層通常，有序的細胞分裂面防止了各層之間的混淆。multilayeredapex頂端分生組織的每一層將形成植物的某一特定組織。L1：葉表皮、莖表皮（包括刺）和花表皮L2：柵欄組織、葉緣、配子、花瓣、莖L3：海綿組織、葉脈、根和莖的中間部分類型扇形嵌合體：遺傳上不同的細胞嵌入頂點的所有層次。邊緣嵌合體：一到兩層頂點細胞的一部分有遺傳差異。外周嵌合體：一到兩層頂點細胞整層有遺傳差異。核或葉綠體突變頂點細胞遺傳組成上的任何改變都可能引起嵌合體色素突變葉綠體突變遺傳單元的換位

在特殊的種或特殊的遺傳背景下，一系列遺傳單元偶爾可能從染色體某一位置轉換到另一位置，或引起染色體斷裂，結果產生遺傳鑲嵌。當插入影響到色素基因，就出現斑點。這一現象在玉米、矮牽牛和番薯屬植物均有描述。JumpinggenesinPetunia

嫁接自發的嵌合體嫁接：

1674年：奇異的桔子佛羅倫薩一個園丁把酸橙的一個幼芽嫁接到香櫞苗的莖干上。芽沒有被接受，而在莖干上的愈傷組織中卻形成了另一個芽。在同一植株上，有葉子，有花，也有果實，可以與香櫞區別開，也有兩者混合的果實或有各種不同的變化。

香櫞酸橙1825年：+Laburnocytisius

adamii亞當是巴黎附近Vitry的一名園藝工人，他把金雀花樹皮上的盾插入到普通的金蓮花莖干中。芽休眠了一年后萌發出大量的新芽，其中一個長得比其他更直更有力，葉子比一般的金雀花大。這個稱為+Laburnocytisius

adamii的品種在歐洲廣泛傳播。這種樹性狀不穩定，容易回復到雙親種的花和葉的性狀。金蓮花金雀花離體合成嵌合體愈傷組織混合

不同基因型的細胞集合成的愈傷組織上可以長出嵌合的芽。這樣的愈傷組織可以通過突變或將兩種（或更多）遺傳上有差異的植物愈傷組織混合來獲得。芽的誘導必須是多細胞起源的。離體嫁接活體和離體一樣，從主根或幼芽來的細胞在嫁接部位可幫助形成新芽。當結合部位或鞍部痊愈時，除了很薄的一層組織，幼芽其他部位都去掉。所有不是從嫁接部位生成的芽也都去掉。半受精

半受精是由反常受精引起的，雄性核子穿透卵細胞但并不與卵細胞融合。雌性和雄性核子分離，結果形成雜合胚，具有母性或父性單倍體組織特性。嵌合體的離體培養繁殖

利用莖尖或腋芽來繁殖嵌合體。不要用不定芽或體胚，因為大多數情況下，它們起源于L1、L2或L3其中一層。Draceanachimeramultiplied

byaxillaryshoot嵌合體分離

嵌合體可以通過誘導不定芽或體胚來分解，因為它們大都起源于一層細胞。Thisazaleachimeracould

bedecomposedinacarmine

andawhitecultivarinvitroadventitiousshoots

onaroseleafadventitiousshootformation

onrhododendronleaves雜色植物

定義雜色＝器官上不同顏色的不連續斑點。

類型細胞系雜色從一個突變細胞增殖而來的一群單色的細胞。如果這是一個芽頂點的細胞，雜色植物就是嵌合體（不是通過有性遺傳獲得的）。非細胞系雜色所有的細胞基因型相同，但色素基因表達不同（有性遺傳）。Coleusblumei不是所有的嵌合體都是雜色的不是所有的雜色都是嵌合體例子

植物中，雜色最常見于葉片或花瓣出現不同的顏色

斑紋大斑點條紋邊緣以上展示的玫瑰和也門鐵是嵌合體，玫紅點嫣紅蔓和花葉萬年青則不是。起源雜色原因基因表達的不同

葉片皰疹：葉片的某些區域細胞與其下層的細胞分離病毒基因鑲嵌復習思考題什么是植物快繁？有何特點？植物快繁的器官形成方式有哪些？各有什么特點？簡述植物快繁的程序。什么是嵌合體？如何離體合成、培養或分離嵌合體？嵌合體和雜色植物是同一概念嗎？8植物離體繁殖植物快繁是指利用植物組織培養技術對外植體進行離體培養，使其短期內獲得遺傳性一致的大量再生植株的技術。也叫植物離體繁殖或微繁。

植物快繁的特點繁殖效率高。周年繁殖，生長速度快。培養條件可控性強。占用空間小。30m2可培育數十萬株苗木。管理方便，利于自動化控制。便于種質保存和交換。8.1植物快繁的器官形成方式短枝發生型叢生芽發生型不定芽發生型胚狀體發生型原球莖發生型短枝發生型概念：帶葉莖段形成完整植株，再剪成帶葉莖段繼代成苗。特點：一次成苗，性狀穩定，過程簡單，成活率高。花卉和葡萄的試管苗生產常用此法。叢生芽發生型概念：頂芽或腋芽不斷發生腋芽而呈叢生芽，再將單芽誘導生根成苗。特點：性狀穩定，增殖率高。大多數植物快繁的主要方式。axillarybranchingin

achimeralDracaena腋芽不定芽發生型概念：外植體脫分化形成愈傷組織，再分化產生不定芽，或不經愈傷組織直接形成不定芽，再將芽誘導生根成苗。特點：增殖率高于叢生芽發生型，但較易變異，并會導致嵌合性狀發生分離。許多植物快繁的主要方式。adventitiousbuddevelopment

inachimeralDracaena不定芽胚狀體發生型概念：外植體經愈傷組織發育成胚狀體或直接發育成胚狀體，直接成苗。特點：增殖率最高，但胚狀體發生和發育較復雜。目前此法應用尚不廣泛。原球莖發生型概念：莖尖或腋芽培養產生原球莖，增殖形成原球莖叢，再切割增殖或培養成完整植株。是蘭花唯一有效的大規模無性繁殖方法，促使了蘭花工業的形成。1960年，Morel利用蘭花莖尖培養，實現了脫毒和快速繁殖的兩個目的。這一技術導致歐洲、美洲和東南亞許多國家“蘭花工業”的興起。大花蕙蘭原球莖

蘭花原球莖切塊再生形成莖的過程石斛原球莖石斛組培苗石斛原球莖8.2植物快繁的程序階段Ⅰ：無菌培養的建立；階段Ⅱ：繁殖體的增殖；階段Ⅲ：芽苗的生根；階段Ⅳ：小植株的移栽馴化。8.2.1階段Ⅰ：無菌培養的建立母株和外植體的選取無菌培養物的獲得外植體的啟動生長母株和外植體的選取母株標準：性狀穩定、生長健壯、無病蟲害。外植體：木本、較大草本：帶芽莖段、頂芽、腋芽等。易繁殖、矮小或具短莖的草本：葉片、葉柄、花莖、花瓣等。motherplants,

drip-irrigated滴灌母株youngshootsarecutoff剪下幼嫩枝條當植株的其他部位難以消毒時，可以選用種子，消毒后的種子在無菌條件下播種到含有水－瓊脂培養基上或1/10MS培養基上使其發芽。將經消毒的幼苗切成小片，作為外植體。無菌培養物的獲得滅菌接種檢測充分的滅菌和“不受污染”的高存活率之間的折中。leavesarediscarded,

petiolesremainontheshoot去葉，保留葉柄rinsewith80%ethanol,

sterilizein10%commercialbleach(NaOCl)

for15minutesrinse3x

withsterile

watercutoffbasalendandtopcutnodeseachnodecontainsan

axillary

meristembringthenodeinatesttubeready外植體的啟動生長腋芽生長傷口處產生不定芽產生愈傷組織階段Ⅰ一般需要4～6周；有些木本植物需要1年。8.2.2階段Ⅱ：繁殖體的增殖培養材料的增殖：4~8周/代。增殖培養基：細胞分裂素和礦質元素濃度高于階段Ⅰ。增值體的大小和切割方法：1個莖節。8.2.3階段Ⅲ：芽苗的生根離體生根：培養基的無機鹽濃度是階段Ⅰ的1/2或1/4，減少或除去細胞分裂素，增加生長素?；铙w生根：芽苗先在生長素溶液中快速浸蘸，再溫室培養基質中高濕度培養。階段Ⅲ一般轉接一次就可完成，2～4周。8.2.4階段Ⅳ：小植株的移栽馴化移栽前應進行高光強煉苗，使植株生長粗壯，并打開瓶口，降低濕度。移栽：洗去培養