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1、目标导航,预习导引,1.能说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。 2.说出影响花药培养的因素。 3.学会花药培养的基本技术。 4.能用月季或其他植物的花药进行培养。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、被子植物的花粉发育 1.被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,花粉是单倍体的生殖细胞。 2.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、产生花粉植株的两种途径,两种途径之间没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、影响花药培养的因素
2、 1.诱导花粉植株能否成功及诱导成功率高低的主要影响因素是材料的选择与培养基的组成。 2.材料的选择与不同植物、同种植物亲本的生理状况,以及花粉发育时期有关。从花药来看,应当选择花期早期的花药;从花粉来看,应当选择单核期的花粉;从花蕾来看,应当选择完全未开放的花蕾。此时期的营养状态及生理状态比较好,对离体刺激敏感。 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难? 提示:花瓣松动后,微生物就可能侵入花药。 3.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影响。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、实验操作 1.材料的选取 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
3、宜的发育时期, 常用的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法,它们分别可以将细胞核染成红色和蓝黑色。 2.材料的消毒 花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡大约30 s在无菌水 中清洗用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分放入质量分数为1%的氯化汞溶液中24 min用无菌水冲洗35次,目标导航,预习导引,一,二,三,四,3.接种和培养 (1)剥离花药:消毒后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣。剥离花药时,一是要注意尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织);二是要彻底去除花丝,否则不利于愈伤组织或胚状体的形成。 (2)接种花药:剥离的花药要立刻接种到培养基上。通常每瓶接种710个花药。 (3)培养:利
4、用的培养基是MS培养基,pH为5.8,温度为25 左右,幼小植株形成后才需要光照。培养2030 d后,花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。前者还要转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株;后者要尽快将幼小植株分开并转移到新的培养基上。 (4)通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体组的数目常常会发生变化,因而需要作进一步的鉴定和筛选。,知识梳理,典例透析,一,二,三,一、花粉发育过程中的“四分体时期”和减数分裂过程中的“四分体”的辨析 被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指由一个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个单倍体细胞(4个小孢子);而减数分裂过程中的“四分体”是指在联会状态下的一对
5、同源染色体,因为含有四条染色单体,所以叫做“四分体”。,知识梳理,典例透析,一,二,三,二、培养植株的鉴定和筛选 在花药培养中,通过愈伤组织形成的花粉植株,染色体组的数目常常会发生变化。有些植株是由花药发育形成的单倍体花粉植株;有些植株是由花药壁细胞发育形成的二倍体花药壁植株;还有的植株是营养核和生殖核融合后发育成的。因此需对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。,知识梳理,典例透析,一,二,三,三、花药培养与单倍体育种 1.花药培养 (1)过程 材料的选取:选单核期花粉,常用醋酸洋红法和焙花青铬矾法镜检。 材料的消毒:用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒。 接种和培养:
6、形成幼苗前不需要光照,形成幼苗后需要光照。,知识梳理,典例透析,一,二,三,(2)流程解读 进行组织培养时要配备三种培养基,期间进行两次转接。 a.脱分化培养基:生长素与细胞分裂素比例适中,促进愈伤组织的形成。 b.生芽培养基:生长素与细胞分裂素比值较低,促进芽的分化,抑制根的形成。 c.生根培养基:生长素与细胞分裂素比值较高,促进根的分化,抑制芽的形成。 若培养的外植体含有叶绿体,则培养过程中要提供充足光照,使其进行光合作用;若培养的组织或细胞不含叶绿体,则培养过程中不进行光照,以免光线对其造成损伤。,知识梳理,典例透析,一,二,三,2.单倍体育种的过程 (1)在花药培养的基础上,用秋水仙素
7、处理单倍体幼苗。 (2)染色体加倍,重新恢复为二倍体。因为此二倍体是由单倍体染色体加倍后发育而来的,所以是纯合子,不会发生性状分离。,知识梳理,典例透析,一,二,三,3.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,而单倍体育种则包括。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,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
8、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:B,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,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
9、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,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,反思领悟月季花药培养的难点之一是材料的选择,材料选择应遵从以下几点:从花药来看,应当选择初花期的;从花粉来看,应当选择单核期的;从花蕾来看,应当选择完全未开放的。检测花粉发育时期的实验方法:用显微镜观察已染色的花粉
10、样品临时装片,观察细胞核的位置,以确定花粉发育的时期。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,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,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,反思领悟确定花粉发育时期的两种方法 (1)最常用的方法醋酸洋红法:花药(载玻片上)质量分数为1%的醋酸洋红用镊柄将花药捣碎,盖上盖玻片镜检(花粉细胞核被染成红色)。 (2)某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青铬矾法:花药在卡诺氏固定液中固定20 min取出,置于载玻片上焙花青铬矾溶液染色盖上盖玻片镜检(花粉细胞核被染成蓝黑色)。,