植物单倍体育种及胚胎培养
1、幼胚培养过程: 、幼胚培养过程:
取子房 常规表面消毒 解剖镜下,取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。 解剖镜下,取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。 固体培养 幼胚的发育方式: 幼胚的发育方式: 1)胚性发育; )胚性发育; 2)早熟发育; )早熟发育; 3)产生愈伤组织 )
2、成熟胚培养过程---以玉米成熟胚培养为例 、成熟胚培养过程 以玉米成熟胚培养为例 1)玉米种子消毒 ) 2)在黑暗条件下,将种子放在无菌湿润的含滤纸的 )在黑暗条件下, 培养皿中培育6hr。 培养皿中培育 。 3)将吸涨的种子在无菌培养皿内将胚分离出来 ) 4)无菌水冲洗 次 )无菌水冲洗3次 5)在MS培养基中暗培养。 培养基中暗培养。 ) 培养基中暗培养 6)观察:2d出现胚根,3-4 d出现胚芽,10d长成幼 出现胚根, 出现胚芽, )观察: 出现胚根 出现胚芽 长成幼 苗。
玉米成熟胚的培养
三、培养基与培养条件
1、培养基 、 2、培养条件: 、培养条件: 糖类: 1)糖类: 2)附加成分 3)光照 培养方式: 4)培养方式: 幼胚培养适于液体培养, 幼胚培养适于液体培养, 成熟胚适于固体培养
四、胚培养的应用
1)在远缘杂交育种中: 1)在远缘杂交育种中:克服杂种胚不能正常发育 在远缘杂交育种中 2)克服珠心胚的干扰 克服珠心胚的干扰, 2)克服珠心胚的干扰,提高育种效率 3)缩短育种周期 3)缩短育种周期 4)测定休眠种子的萌发率 4)测定休眠种子的萌发率 5)理论研究中的应用 5)理论研究中的应用
一、花药和花粉的培养方法: 花药和花粉的培养方法:
(一)花粉发育时期: 花粉发育时期:
1、适宜时期:单核期,尤其是单核中、晚期 单核靠边期 、适宜时期:单核期 尤其是单核中 晚期(单核靠边期 尤其是单核中、 单核靠边期)
营养细胞 生殖细胞 精子
雄配子体的发育
花粉粒形态: 花粉粒形态:
花粉粒即雄配子体 花粉粒即雄配子体。为2细胞花粉或3细胞花粉 雄配子体。 细胞花粉或
(二)培养过程
1、花药培养过程: 、花药培养过程: 1)预处理 低温冷藏是最常用的方法 低温冷藏是最 )预处理:低温冷藏是最常用的方法 2)表面消毒 ) 3)接种 ) 4)培养形成花粉植株。 )培养形成花粉植株。 花粉---愈伤组织-----愈伤组织---苗 花粉---愈伤组织---苗 花粉---胚状体-----胚状体---苗 花粉---胚状体---苗 选幼年树花蕾
胚乳培养过程
胚乳
愈伤组织
形态发生
胚状体发育成苗
不定芽苗
胚乳植株染色体数目的检查
取根尖、 取根尖、幼叶或愈伤组织 0.2%-0.5%秋水仙素碱溶液在 ℃浸泡 秋水仙素碱溶液在25℃浸泡4-8hr 秋水仙素碱溶液在 流水冲洗5-10min 流水冲洗 卡诺氏液或FAA液固定 卡诺氏液或 液固定 1mol盐酸,60 ℃水浴 盐酸, 水浴8-10min 盐酸 染色、压片、镜检、 染色、压片、镜检、计数
第二节 花药和花粉培养的应用 ----单倍体植株育种 单倍体植株育种
诱导形成单倍体,快速获得纯系, 1、诱导形成单倍体,快速获得纯系,缩短育种 周期; 周期; 2、有利于筛选隐性突变体,提高选择效率; 有利于筛选隐性突变体,提高选择效率; 3、有利于隐性基因控制性状的选择 4、快速获得自交系的超雄株
大大缩短育种周期
第三节 胚胎培养
胚胎培养是指将植物的胚胎与母体分离, 胚胎培养是指将植物的胚胎与母体分离,培 是指将植物的胚胎与母体分离 养在人工的培养基上形成幼苗的过程, 养在人工的培养基上形成幼苗的过程,包括 幼胚培养、成熟胚培养、胚乳培养、 幼胚培养、成熟胚培养、胚乳培养、胚珠培 养以及子房培养。 养以及子房培养。 胚培养 本章内容 胚乳培养 胚珠和子房培养
花药培养脱毒
1974年日本:花药培养可以脱除草莓病毒; 年日本:花药培养可以脱除草莓病毒; 年日本 花药采取时期 单核期:花蕾4-6mm,花药1mm 单核期:花蕾4 mm,花药1 花药诱导愈伤组织培养基 MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖30g+琼脂7 蔗糖30g+琼脂 MS+IAA4mg/L+BA2mg/L+KT2mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 增殖分化培养基 MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖30g+琼脂7 蔗糖30g+琼脂 MS+GA1mg/L+IBA0.2mg/L+BA1mg/L+蔗糖30g+琼脂7g/L 生根培养基 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7 MS+IBA0.2mg/L+活性炭 蔗糖20g+琼脂 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7g/L
水稻花药培养过程: 水稻花药培养过程:
旗叶鞘用70% 旗叶鞘用70%酒精擦洗一遍 70 剥去旗叶鞘, 剥去旗叶鞘,取出稻穗
左手持穗,右手 左手持穗, 用镊子取花药, 用镊子取花药, 放无菌培养皿中
无菌水洗3 无菌水洗3次
10%漂白粉10 min %漂白粉
用接种环接种 到培养基上
培养5 培养5天,花药变褐,20天后花药裂 花药变褐,20天后花药裂 长出淡黄色的花粉愈伤组织, 开,长出淡黄色的花粉愈伤组织, 先长芽,后长根,形成幼苗。 先长芽,后长根,形成幼苗。
果皮 糊粉层
胚乳培养
胚乳
胚乳培养是指将胚乳从母体上 胚乳培养是指将胚乳从母体上 分离出来, 分离出来,在无菌的环境条件 下培养, 下培养,使其生长发育形成幼 苗的过程。 苗的过程。
一、胚乳培养过程
胚乳外植体制备:种子消毒---取出胚乳 胚乳外植体制备 种子消毒---取出胚乳 种子消毒--培养:White MS诱导培养基---25 27℃--暗或弱 White或 诱导培养基---25培养 White或MS诱导培养基---25-27℃--暗或弱 光 发育:诱导形成愈伤组织----再分化形成胚状体或 诱导形成愈伤组织---发育 诱导形成愈伤组织----再分化形成胚状体或 不定芽---生根培养----植株。 ---生根培养----植株 不定芽---生根培养----植株。
(二)激素种类和浓度
细胞分裂素可促进胚状体形成; 细胞分裂素可促进胚状体形成; 可促进胚状体形成 生长素可诱导愈伤组织形成 可诱导愈伤组织形成。 生长素可诱导愈伤组织形成。 细胞分裂素与生长素比值高时可诱 细胞分裂素与生长素比值高时可诱 导愈伤组织分化苗
(三)蔗糖浓度
较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织; 较高浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织; 浓度蔗糖可诱导花粉形成愈伤组织 浓度蔗糖可使愈伤组织分化成 蔗糖可使愈伤组织分化成苗 较低 浓度蔗糖可使愈伤组织分化成苗。
第六章 单倍体培养及胚胎培养
本章主要内容: 本章主要内容: 花粉和花药培养技术 花粉和花药培养应用
本章教学目的与要求
(1)掌握花药培养和花粉培养的区别; 掌握花药培养和花粉培养的区别; 掌握花药培养和花粉培养的区别 (2)了解花药最佳接种时期; 了解花药最佳接种时期; 了解花药最佳接种时期 (3)掌握花药培养的大致过程; 掌握花药培养的大致过程; 掌握花药培养的大致过程 (4)掌握花粉发育的四种途径; 掌握花粉发育的四种途径; 掌握花粉发育的四种途径 (5)掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤; 掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤; 掌握胚培养和胚乳培养的操作步骤 (6)了解胚珠培养和子房培养的操作步骤。 了解胚珠培养和子房培养的操作步骤。 了解胚珠培养和子房培养的操作步骤
草莓花药愈伤组织,再生植株 花药植株 草莓花药愈伤组织 再生植株,花药植株 再生植株
2、花粉培养 、
花粉培养成苗途径与花药培养比较: 花粉培养成苗途径与花药培养比较 相同点: 相同点: 胚状体成苗途径、愈伤组织再分化成苗途径 胚状体成苗途径、 不同点: 不同点: 花粉培养: 花粉培养: 需进行花粉的分离 特殊的花粉诱导培养
单倍体植株染色体加倍的方法
1、自然加倍 、 2、人工加倍:用秋水仙素溶液浸苗、处理愈伤组 、人工加倍:用秋水仙素溶液浸苗、 织和用含0.4% 0.4%秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体植 织和用含0.4%秋水仙素的羊毛脂涂抹单倍体植 株的顶芽、腋芽,可得到能结实的二倍体植株。 株的顶芽、腋芽,可得到能结实的二倍体植株。 3、愈伤组织反复继代培养,可得到二倍体植株。 继代培养, 、愈伤组织反复继代培养 可得到二倍体植株。
二、培养基与培养条件
培养基
培养条件
三、胚乳再生植株的染色体倍数
稳定型: 稳定型:三倍体 畸变型:除少数是三倍体, 畸变型:除少数是三倍体,多数是由多种倍性 细胞组成的嵌合体
三、单倍体植株染色体加倍的方法 单倍体植物天然发生的途径: 单倍体植物天然发生的途径:
孤雌生殖: 孤雌生殖:由未受精的卵单独发育成个体的特殊生殖方式, 可分为自然孤雌生殖和人工孤雌生殖。 蜂王(雌蜂)产生受精的和未受精的两种卵,由受精卵发育 成雌性个体——蜂王和工蜂,由未受精卵发育成雄蜂。
无配子生殖: 无配子生殖:胚囊中卵细胞以外的细胞不经受精 而发育形成胚的生殖方式,由助细胞、反足细 而发育形成胚的生殖方式, 胞或极核等非生殖性细胞发育成胚的现象。 孤雄生殖:精子细胞核和卵质结合后的胚胎发育, 孤雄生殖:精子细胞核和卵质结合后的胚胎发育, 或雄性配子的直接胚胎发育的生殖方式
胚的发育
种子的结构
胚培养
胚培养:采用人工的方法将胚从种子、 胚培养:采用人工的方法将胚从种子、子房或胚珠 中分离出来,再放在无菌的条件下, 中分离出来,再放在无菌的条件下,让其进一步 生长发育,以至形成幼苗的过程。 生长发育,以至形成幼苗的过程。
一、培养类型
1、幼胚培养