植物胚胎培养及离体授粉.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,胚胎培养和离体授粉,胚,培养,胚乳培养,胚珠和子房培养,雌蕊的主要部分是子房，子房的胚珠中产生胚囊，并在成熟胚囊中产生卵细胞，胚珠是子房中的重要结构。,胚发育和种子结构,合子发育成胚,珠被发育成种皮,受精极核发育成胚乳,一、胚培养,1、含义,1.1 含义,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，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。,1.2 培养对象,胚胎发生过程中的不同发育时期的胚和具胚的器官。如：成熟胚、幼胚、胚珠培养、子房培养。,1.3 意义：,促使发育不良或中途败育的胚发育成熟,打破休眠期促进胚萌发,快速繁殖良种砧木,诱导胚性愈伤组织,2、离体胚培养的发育途径,按,正常胚胎发育途径形成植株,脱分化形成愈伤组织,胚“早熟萌发”,2.3 胚“早熟萌发”,畸形苗,发育不正常而死（即胚性发育）,未成熟幼胚,分离变异体,离体的幼胚在培养基上不能长出成熟胚的各种结构，越过正常胚胎发生过程中的若干阶段，直接长成幼苗。,3、成熟胚的培养,3-1、材料的消毒与接种,健壮优良的个体自交种或杂交种子，常规消毒灭菌，,剥离胚。,3-2、培养基,大量元素和微量的无机盐为基本成分,谷氨酰胺作为氮源，可以促进胚生长,植物天然浸提物（YE）促进胚生长,硫氨素促进胚根的伸长,生长素低浓度促进胚的发育（胚根）,赤霉素促进有后熟作用的种子萌发,3-3、培养条件,pH一般为5.26.3,12小时光照和25,C，热带兰花杂交种胚30,C,附加成分,4、原胚(幼胚)的培养,4.1 培养方法,4.1.1,取材：子房,4.1.2 常规表面消毒,4.1.3 在高倍显微镜下 剥离幼胚，接 种于培养基,4.1.4 送入培养室培养,4。2 原胚培养的条件,未成熟的幼胚，当它在胚囊里生长时，不仅依赖于周围细胞中的代谢，而且依赖于周围胚乳消耗的养料。与成熟胚的相对自养性比较，幼胚则完全是异养的，在离体情况下，要求更复杂的培养基。除了一般的无机盐成分外，还要加入微量元素和各种生长辅助物质。胚龄越小，要求的培养基成分就越复杂,。,4.2 原胚(幼胚)的培养的条件,4.2.1,无机氮：,4.2.2,渗透压：,4.2.3,复杂的天然提取物：,4.2.4,活性炭：,包括硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；,蔗糖，8%-10%，不同发育期，渗透压不一样，初期高（,WHY,）。因为,自然条件下，原胚被一层高渗液体包围着。,椰乳 CM有促进幼胚生长和分化的作用,吸附有毒物质,4.2.5 有利幼胚培养的因素,胚乳看护培养，,利于原胚的生长有明显的促进作用。,胚柄的存在对于幼胚的存活至关重要：,胚柄促进生长的活性，心形早期活性最高。而且保留胚柄减少对胚的直接损失。,二、胚乳培养,1.胚乳,X3（2,极核,1,精子,）,是营养组织，影响胚的发育。,有些植物在胚发育过程中把胚乳消耗尽（豆科和葫芦科）；,有些植物，胚乳在成熟种子中存在，贮存大量营养物质（禾谷类，椰子，咖啡）,2,胚乳培养,2.1 含义,将胚乳从母体上分离出来，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程,。,2.2 胚乳培养的意义,胚乳培养再生植株证明了全能性理论；,研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能；,再生植株多为三倍体，产生无籽果实；,可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型的非整倍体植株。,胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天然产物代谢途径的理想系统。,2.3 胚乳培养的发展史,2.3.1 发展史,1933年，Lampe,和Mills进行最初尝试。,1949年，LaRue报道玉米成熟胚乳长出愈伤。,其后，黑麦草，黄瓜，蓖麻相似的结果。,1965年，Jori和Bhojwani发现檀香科寄生植物柏形外果的成熟胚乳能够直接分化分化出三倍体茎芽。,1973年，印度学者获得了三倍体胚乳再生植株。,2.3.2 由胚乳再生完整植株的物种,12科，20多种。,蔷薇科：苹果，梨，桃。,禾本科：大麦、玉米和水稻。,茄科：枸杞，马铃薯。,3 胚乳培养的方法,3.1 胚乳愈伤组织的建立,绝大多数经历愈伤组织阶段（,器官发生,），极少数直接从胚乳直接分化器官(,胚状体,)。,3.2 胚乳发育时期,发育早期的胚乳，接种不方便，愈伤组织的诱导频率很低。,处于旺盛生长期的胚乳，离体条件下最易诱导产生愈伤组织。,接近成熟或完全成熟的胚乳，愈伤组织诱导频率很低。,3.3 培养基成份,WT、MS植物激素,3.2.1,生长素细胞分裂素合理搭配，效果更好,一般植物,3.2.2 特殊种类激素,大麦2,4-D,猕猴桃玉米素,3.2.3 无特别要求，任何一种生长素均可,枣,3.4 胚在胚乳培养中的作用,旺盛期的未成熟胚乳，在诱导培养基上无需原位胚的参与，就能形成愈伤组织。,完全成熟的胚乳，生理活动很弱，在诱导脱分化前，必须借助于原位胚的萌发，使其活化。,胚在萌发时产生某种物质“胚因子”。外源GA3,能部分取代胚因子。,3.5 胚乳培养过程,胚乳,胚状体发育成苗,不定芽苗,柚，柑桔和枣,大麦,水稻,玉米,苹果,马铃薯,愈伤组织,形态发生,4 胚乳再生植株的染色体倍性变异,很少三倍体，存在二倍体，非整倍体。,WHY？,胚乳类型,：多倍性细胞嵌合体，核型胚乳在游离核发育时期，发生有丝分裂，核融合及异常有丝分裂。,核型胚乳,：被子植物中最普遍的胚乳发育形式。初生胚乳核第一次分裂和以后的多次分裂不伴随细胞壁的形成，胚乳核游离在胚囊中。,细胞型胚乳,：从初生胚乳核分裂开始，产生细胞壁，形成胚乳细胞。,4.1 胚乳愈伤发生的部位,：不同部位胚乳细胞染色体组成不同。,4.2 培养基中外源激素的种类和水平,：,4.3 继代培养时间长短,：,第三节、植物胚珠和子房培养,（一）、作用,1、促进原胚继续生长，使杂种幼胚发育成熟；防止杂种胚早期败育。,成功：四季桔、柑、凤仙花、洋葱,成功的植物：西葫芦、莴苣、百合等,3、未授粉胚珠和子房，诱导孤雌生殖，产生雌性单倍体。,一、胚珠培养,2、通过受精前胚珠培养以及未受精的胎座或子,房培养，可以作试管受精的基础。,1、材料的选择和灭菌,2、培养基及培养条件,3、胎座和子方对胚珠培养的影响,胚珠或授粉子房培养，合子胚可以更好地发育成植株。但如果条件不适，也容易从幼胚或珠心组织产生愈伤组织。,二、胚珠培养的方法,4、胚发育时期的影响,芸香科易产生珠心胚。培养胚珠，获得大量珠心胚，用以品种复壮、快速繁殖和获得无病毒苗。同时，通过珠心组织培养，产生胚性愈伤组织，建立胚性组织培养实验体系。,二、子房培养,子房培养是指丛母体上分离下来，置于培养基上，使其进一步发育成幼苗的技术。,意义：使未受精胚囊中的单倍体细胞诱导发育成单倍体植株。,获得杂种植株,为试管受精提供一项基础技术。,（一）培养方法,1、子房外植体的制备,2、子房培养的条件,3、培养子房的发育,（二）影响子房培养的因素,第四节 植物离体授粉,离体授粉是指将未授粉的胚珠或子房从母体上分离下来，进行无菌培养，并以一定方式授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术。,三种方式,（二）离体子房授粉,通过人工方法将花粉直接引入子房，使花粉粒在子房腔内萌发，并进行正常受精，最后获得具有生活力的种子，称子房内授粉。,（一）离体柱头授粉,是指通过雌蕊的离体培养，使无菌花粉授于柱头上，得到含有可育种子和果实的技术。,通常是在花药尚未开裂时切取母本花蕾，消毒后，在无菌条件下用镊子剥去花瓣和雄蕊，保留萼片，将整个雌蕊接种于培养基上，当天或第二天在其柱头上授于无菌花粉。,2、离体子房内授粉,1、活体子房内授粉,指被授粉的子房并不离体，仍然在活体植株上，对其用花粉悬浮液进行授粉，使活体子房发育并形成成熟种子的过程。,是指离体培养未受精的胚珠，并在胚珠上授粉，最终在试管内结出正常种子的技术。,（三）离体胚珠授粉,二、离体授粉的方法,是指离体培养未受精胚珠，并在胚珠上授粉，,最终在试管内结出正常种子的过程。,思考题,1、如何剥离幼胚？,2、为什么幼胚比成熟胚培养要求的培养基成分复杂？,3、胚胎培养技术在育种工作中有哪些应用？,