植物胚胎培养及离体授粉43页PPT
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第六章 胚胎培养和离体受粉
三、胚珠和子房培养
1、作用 促进原胚继续生长，使幼胚发育 成熟；
成功：四季桔、柑、凤仙花、洋葱
未授粉胚珠和子房，诱导孤雌 生殖，产生雌性单倍体
成功的植物：西葫芦、莴苣、百合等
2、外植体消毒和接种
3、培养基及培养条件 4、离体培养胚胎的发育
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。 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。
第六章
胚胎培养和离体授粉
•胚培养 •胚乳培养 •胚珠和子房培养 •离体授粉
一、胚培养
1、意义（5）
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 克服多胚品种珠心胚的干扰 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”
Short day plants:Plumbago indica
思考题
• 胚和胚乳培养的意义及方法 • 胚和胚培养注意事项
全书 内容
柑桔、苹果、枇杷、枣、梨、桃、猕猴桃、马铃薯
2、胚乳培养
胚乳 愈伤组织 形态发生
胚状体发育成苗
柑桔和枣
不定芽苗
苹果和枇杷
• For culture of mature endosperm, fruits are surface sterilized and endosperm plus embryo are dissected out under aseptic conditions. • For culture of immature endosperm, entire seeds are sterilized and the endosperm tissue is carefully excised under aseptic conditions using a stereoscopic microscope. It is desirable to dissecting out endosperm explants free of embryo tissue. Failure in this regard could lead to contamination of the endosperm callus with the tissue of embryo origin (diploid tissue).
第六章 植物的胚胎培养和离体授粉
28
三、离体授粉
30
31
• 在无菌条件下，培养离体的未受精雌蕊或 胚珠和花粉，使花粉萌发产生的花粉管进 入胚珠，完成受精过程而获得有生活力种 子的技术。
32
（一）离体授粉的基本技术过程
• 1、亲本的选择：
– 父本（收集花粉）：
• 套袋（时期） 表面消毒（时期） 花粉收集（时期）
– 母本（选取雌蕊或胚珠）：
• 克服植物远源杂交不亲和性 • 克服自交不亲和性
• 诱导孤雌生殖
35
四、 植物胚乳培养
胚乳培养（Endosperm culture）： 是指将胚乳组织从母体上分离出
来，通过离体培养，使其发育成完整
植株的技术。
37
（二）概述 胚乳培养的最早研究始于1933年，Lampe和 Mills首例进行了玉米胚乳培养。胚乳培养的 研究主要集中在以下一些问题的探讨： 胚乳细胞的全能性。在离体培养条件下， 胚乳细胞是否与其它体细胞和花粉一样，具 有全能性而再生植株。
（二） 子房培养
• 1、子房培养包括授粉前和授粉后的子房培养。
• 2、未授粉子房培养应注意的问题：
1、材料的选择：开花前1~5天的花蕾，发育时期（ 接近成熟胚囊易于成功）；可部分保留花被。 2、培养基：基本培养基（MS、N6、B5等）、植物 激素（配合使用）、蔗糖浓度（3-10%） 3、培养方式：直插优于平放。
大多数被子植物的胚乳是三倍体，能否通过 胚乳培养获得三倍体植株而得到无籽结实； 通过胚乳培养技术，探索改良农、林及园 艺植物三倍体育种技术的可能性。 38
39
研究离体培养条件下胚和胚乳的关系。
到目前为止，已有40多种植物的胚乳进 行了培养。其中苹果、柚、橙、檀香、枸杞 、猕猴桃、玉米、大麦、小黑麦、水稻、马 铃薯、梨、核桃等的胚乳培养得到了再生植 株。其它有的分化除芽、根、叶等或得到愈 伤组织。
三、离体授粉
30
31
• 在无菌条件下，培养离体的未受精雌蕊或 胚珠和花粉，使花粉萌发产生的花粉管进 入胚珠，完成受精过程而获得有生活力种 子的技术。
32
（一）离体授粉的基本技术过程
• 1、亲本的选择：
– 父本（收集花粉）：
• 套袋（时期） 表面消毒（时期） 花粉收集（时期）
– 母本（选取雌蕊或胚珠）：
• 克服植物远源杂交不亲和性 • 克服自交不亲和性
• 诱导孤雌生殖
35
四、 植物胚乳培养
胚乳培养（Endosperm culture）： 是指将胚乳组织从母体上分离出
来，通过离体培养，使其发育成完整
植株的技术。
37
（二）概述 胚乳培养的最早研究始于1933年，Lampe和 Mills首例进行了玉米胚乳培养。胚乳培养的 研究主要集中在以下一些问题的探讨： 胚乳细胞的全能性。在离体培养条件下， 胚乳细胞是否与其它体细胞和花粉一样，具 有全能性而再生植株。
（二） 子房培养
• 1、子房培养包括授粉前和授粉后的子房培养。
• 2、未授粉子房培养应注意的问题：
1、材料的选择：开花前1~5天的花蕾，发育时期（ 接近成熟胚囊易于成功）；可部分保留花被。 2、培养基：基本培养基（MS、N6、B5等）、植物 激素（配合使用）、蔗糖浓度（3-10%） 3、培养方式：直插优于平放。
大多数被子植物的胚乳是三倍体，能否通过 胚乳培养获得三倍体植株而得到无籽结实； 通过胚乳培养技术，探索改良农、林及园 艺植物三倍体育种技术的可能性。 38
39
研究离体培养条件下胚和胚乳的关系。
到目前为止，已有40多种植物的胚乳进 行了培养。其中苹果、柚、橙、檀香、枸杞 、猕猴桃、玉米、大麦、小黑麦、水稻、马 铃薯、梨、核桃等的胚乳培养得到了再生植 株。其它有的分化除芽、根、叶等或得到愈 伤组织。
植物胚胎培养
（1） 配子识别——判别糖蛋白的作用
利用分离的雌、雄配子对其细胞膜特征，如表面膜蛋白
特别是糖蛋白的分布等直接进行分析，这可以帮助判断 糖蛋白在被子植物中是否和在动物及低等植物中一样是 配子识别必不可少的；
（2） 膜融合——多精入卵问题的探讨 膜融合的方式，在不同的离体受精系 统中融合的原理是 不同的，一种是精细 为其 胞质很快进入卵细胞，精细胞膜作
植物胚结构
胚 电 镜 扫 描 图 片
双 子 叶 植 物 胚
孢原细胞
减数分裂 （大孢子母细胞）
中央细胞
图 示 为 胚 珠 和 胚 囊 的 发 育 过 程
据培养目的不同
幼胚培养 成熟胚培养
胚培养
剥取的离体胚发育时 期的不同
成熟胚培养一般较易获得成功
（一）幼胚培养 幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求 培养基成分复杂，培养不易成功。 幼胚培养的关键技术： 取材时期 幼胚剥离 培养条件的控制（是否需要特殊处理）
幼胚培养时，其发育过程有以下几种 发育方式： a、胚性发育，此种方式不能萌发成苗 b、早熟萌发，长成的苗十分瘦弱 c、产生愈伤组织，再由愈伤组织分化形 成胚或不定芽
幼胚离体培养的生长发育方式
(1)、胚性发育(embryonal development) 幼胚接种
到培养基上以后，仍然按照在活体内的发育方式发
培养方法： A、将受精后成熟或未成熟种子或果实， 用70%—75%酒精表面消毒消毒几分钟 B、用0.1%升汞溶液或饱和漂白粉溶液消 毒10min，无菌水反复冲洗 C、无菌操作台上，直接或在解剖镜下剥 取胚接种在培养基上
荠菜不同发育时期胚培养的营养需要
胚龄 早球形胚 后球形胚 心形胚 鱼雷胚 胚长度 （μ m） 20~60 61~80 81~450 451~700 营养需要（培养基营养） 小于40μ m长的胚所需营养尚不清楚 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2%、 IAA0.1mg/L+KT0.01mg/L 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2% Ca（NO3）2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 MgSO463mg/L、KH2PO442mg/L、VB1、VB6、烟酸、 糖2% Ca（NO3）2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 MgSO463mg/L、糖2%
利用分离的雌、雄配子对其细胞膜特征，如表面膜蛋白
特别是糖蛋白的分布等直接进行分析，这可以帮助判断 糖蛋白在被子植物中是否和在动物及低等植物中一样是 配子识别必不可少的；
（2） 膜融合——多精入卵问题的探讨 膜融合的方式，在不同的离体受精系 统中融合的原理是 不同的，一种是精细 为其 胞质很快进入卵细胞，精细胞膜作
植物胚结构
胚 电 镜 扫 描 图 片
双 子 叶 植 物 胚
孢原细胞
减数分裂 （大孢子母细胞）
中央细胞
图 示 为 胚 珠 和 胚 囊 的 发 育 过 程
据培养目的不同
幼胚培养 成熟胚培养
胚培养
剥取的离体胚发育时 期的不同
成熟胚培养一般较易获得成功
（一）幼胚培养 幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求 培养基成分复杂，培养不易成功。 幼胚培养的关键技术： 取材时期 幼胚剥离 培养条件的控制（是否需要特殊处理）
幼胚培养时，其发育过程有以下几种 发育方式： a、胚性发育，此种方式不能萌发成苗 b、早熟萌发，长成的苗十分瘦弱 c、产生愈伤组织，再由愈伤组织分化形 成胚或不定芽
幼胚离体培养的生长发育方式
(1)、胚性发育(embryonal development) 幼胚接种
到培养基上以后，仍然按照在活体内的发育方式发
培养方法： A、将受精后成熟或未成熟种子或果实， 用70%—75%酒精表面消毒消毒几分钟 B、用0.1%升汞溶液或饱和漂白粉溶液消 毒10min，无菌水反复冲洗 C、无菌操作台上，直接或在解剖镜下剥 取胚接种在培养基上
荠菜不同发育时期胚培养的营养需要
胚龄 早球形胚 后球形胚 心形胚 鱼雷胚 胚长度 （μ m） 20~60 61~80 81~450 451~700 营养需要（培养基营养） 小于40μ m长的胚所需营养尚不清楚 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2%、 IAA0.1mg/L+KT0.01mg/L 大量元素、微量元素、VB1、VB6、烟酸、糖2% Ca（NO3）2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 MgSO463mg/L、KH2PO442mg/L、VB1、VB6、烟酸、 糖2% Ca（NO3）2480mg/L、KNO363mg/L、KCl 42mg/L、 MgSO463mg/L、糖2%
《植物胚胎培养》课件
加大植物胚胎培养技术的研发力度，提高培养效率和成功率，降低成 本。
加强国际合作与交流
积极参与国际合作与交流，引进先进技术和管理经验，推动植物胚胎 培养技术的快速发展。
促进产业化应用
加强技术转化和推广，推动植物胚胎培养技术在农业、林业和园艺等 领域的应用，为可持续发展提供技术支持。
感谢您的观看
THANKS
快速繁殖
02
对于一些繁殖困难或周期长的植物，胚胎培养可以大大缩短繁
殖周期，提高繁殖效率。
远缘杂交
03
胚胎培养技术为远缘杂交提供了可能，有助于打破物种间的生
殖隔离，创造新的植物品种。
在生物技术中的应用
基因工程
通过胚胎培养，可以获得大量转基因植株，用于基因功能研究和 基因改良。
细胞培养
胚胎培养是植物细胞培养的重要基础，有助于研究细胞分化和发 育过程。
胁迫响应机制研究
胚胎培养可以帮助研究植物对各种环境胁迫的响应机制，如干旱、 盐碱、低温等。
05
未来展望与挑战
植物胚胎培养技术的发展趋势
1 2 3
基因编辑技术的广泛应用
利用基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，对植 物胚胎进行精确的基因修饰，提高植物的抗逆性 、产量和品质。
智能化与自动化技术的融合
选择合适的培养基
根据植物种类和培养目的选择适宜的培养基配方。
培养基制备
按照配方比例配制培养基，确保其营养成分、渗透压等指标符合要求。
胚胎培养的方法与操作
接种
将预处理好的胚胎移植到培养基上，确保其与培养基 充分接触。
培养条件控制
提供适宜的光照、温度、湿度等环境条件，促进胚胎 正常生长。
观察与记录
定期观察胚胎生长情况，记录生长数据，以便进行后 续分析。
加强国际合作与交流
积极参与国际合作与交流，引进先进技术和管理经验，推动植物胚胎 培养技术的快速发展。
促进产业化应用
加强技术转化和推广，推动植物胚胎培养技术在农业、林业和园艺等 领域的应用，为可持续发展提供技术支持。
感谢您的观看
THANKS
快速繁殖
02
对于一些繁殖困难或周期长的植物，胚胎培养可以大大缩短繁
殖周期，提高繁殖效率。
远缘杂交
03
胚胎培养技术为远缘杂交提供了可能，有助于打破物种间的生
殖隔离，创造新的植物品种。
在生物技术中的应用
基因工程
通过胚胎培养，可以获得大量转基因植株，用于基因功能研究和 基因改良。
细胞培养
胚胎培养是植物细胞培养的重要基础，有助于研究细胞分化和发 育过程。
胁迫响应机制研究
胚胎培养可以帮助研究植物对各种环境胁迫的响应机制，如干旱、 盐碱、低温等。
05
未来展望与挑战
植物胚胎培养技术的发展趋势
1 2 3
基因编辑技术的广泛应用
利用基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，对植 物胚胎进行精确的基因修饰，提高植物的抗逆性 、产量和品质。
智能化与自动化技术的融合
选择合适的培养基
根据植物种类和培养目的选择适宜的培养基配方。
培养基制备
按照配方比例配制培养基，确保其营养成分、渗透压等指标符合要求。
胚胎培养的方法与操作
接种
将预处理好的胚胎移植到培养基上，确保其与培养基 充分接触。
培养条件控制
提供适宜的光照、温度、湿度等环境条件，促进胚胎 正常生长。
观察与记录
定期观察胚胎生长情况，记录生长数据，以便进行后 续分析。
第4章-胚胎培养PPT演示课件
3.接种培养：种子接入培养基。2028℃，2000lx,光照12h。
•56
复习思考题：
1、植物胚胎培养分为哪些类型？各有何种特点 和要求？
2、胚胎培养有何意义？
3.花器官培养通常指花的哪些部分培养?常用的 基本培养基是什么?
4.在进行幼胚培养时，由于幼胚过小而分离困 难，可采取什么途径解决?
•57
温度。 C.光照：通常弱光培养。光暗交替有利幼胚生
长
•25
原胚(幼胚)的培养的条件
➢ 无机氮：
包括硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；
➢ 渗透压：
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高渗液体包围着。
➢ 复杂的天然提取物：
椰乳 CM有促进幼胚生长和分化的作用
4.培养：
加入生长素和CTK，诱 导形成愈伤组织或胚状 体，再分化成植株。
•51
•52
二、种子培养
优点： 1.植株分化容易，无菌操作方便，
打破休眠。 2.使杂种败育种子正常萌发。
•53
种子结构
•54
培养方法：
1.种子消毒：
◇种皮厚或不饱满的用0.1%升汞浸10-20min， 或用10%次氯酸钠浸15-20min。
（2N）
•8
一.培养类型
1、离体胚培养时期 A.异养期 B.自养期
A.异养期，完全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。B.自养期，胚 能吸收培养基中的无机盐和糖，经过自身的代 谢作用合成其生长所必需的物质。
•9
2、离体胚培养类型 ⑴成熟胚培养 ⑵幼胚培养
•10
2、离体胚培养类型
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。
•56
复习思考题：
1、植物胚胎培养分为哪些类型？各有何种特点 和要求？
2、胚胎培养有何意义？
3.花器官培养通常指花的哪些部分培养?常用的 基本培养基是什么?
4.在进行幼胚培养时，由于幼胚过小而分离困 难，可采取什么途径解决?
•57
温度。 C.光照：通常弱光培养。光暗交替有利幼胚生
长
•25
原胚(幼胚)的培养的条件
➢ 无机氮：
包括硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；
➢ 渗透压：
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高渗液体包围着。
➢ 复杂的天然提取物：
椰乳 CM有促进幼胚生长和分化的作用
4.培养：
加入生长素和CTK，诱 导形成愈伤组织或胚状 体，再分化成植株。
•51
•52
二、种子培养
优点： 1.植株分化容易，无菌操作方便，
打破休眠。 2.使杂种败育种子正常萌发。
•53
种子结构
•54
培养方法：
1.种子消毒：
◇种皮厚或不饱满的用0.1%升汞浸10-20min， 或用10%次氯酸钠浸15-20min。
（2N）
•8
一.培养类型
1、离体胚培养时期 A.异养期 B.自养期
A.异养期，完全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。B.自养期，胚 能吸收培养基中的无机盐和糖，经过自身的代 谢作用合成其生长所必需的物质。
•9
2、离体胚培养类型 ⑴成熟胚培养 ⑵幼胚培养
•10
2、离体胚培养类型
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。
胚胎培养——离体授粉与离体受精PPT共24页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
Байду номын сангаас
胚胎培养——离体授粉与离体受精
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
植物胚胎培养及离体授粉45页PPT
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
植物胚胎培养及离体授粉
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要
植物胚胎培养与离体授粉
ZT 3.0mg/L+2,4-D 1mg/L，愈伤组织再生3倍体植株；
二、影响胚乳培养的因素
1.培养基与培养条件
（1）培养基
在胚乳培养中，常用的基本培养基有White、LS、MS、MT等，
其中以MS使用最多。 生长调节剂：2,4-D、玉米素等；
天然提取物：20%番茄汁、葡萄汁、玉米汁、椰乳、水解酪蛋白、 酵母提取物 促进胚乳培养；
往往有重要的利用价值。
2）胚乳再生植株的倍性
胚乳愈伤组织及再生植株的染色体数常常发生变化。
如苹果（2n=34）胚乳植株根尖细胞染色体数的分布范围是
29-56条，多数是37-56条，3倍体细胞只占2%-3%。
同一植株是不同倍性细胞的嵌合体。
染色体倍性混乱在胚乳培养中是相当普遍的。
但有些植株胚乳培养，如核桃、檀香、橙和柚等，
受精前的障碍 如花粉在柱头上不能萌发； 花粉管生长受抑制而不能进入胚珠， 其原因是花柱太长或花粉管生长缓慢。
受精后的障碍
胚和胚乳之间的不亲和,
或胚乳发育不良，杂种发育不成熟。
离体授粉
将未授粉的胚珠或子房从母体上分离下来，进行无菌培养， 并以一定的方式授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术， 所以又称离体受精（fertilization in vitro）。
提高发芽率、缩短育种周期或加速良种繁育。
3. 克服多胚品种珠心胚的干扰
仙人掌、柑橘等，除正常有性胚外，还配以从珠心组织发生多个不定胚。
这些不定胚常常侵入胚囊，使合子胚发育受阻，影响了育种效率。
4. 快速繁殖良种砧木
可以产生大量的次生胚，加速良种砧木的繁殖；
而且胚胎发生技术是人工种子的重要基础。
5. 诱导胚性愈伤组织
二、影响胚乳培养的因素
1.培养基与培养条件
（1）培养基
在胚乳培养中，常用的基本培养基有White、LS、MS、MT等，
其中以MS使用最多。 生长调节剂：2,4-D、玉米素等；
天然提取物：20%番茄汁、葡萄汁、玉米汁、椰乳、水解酪蛋白、 酵母提取物 促进胚乳培养；
往往有重要的利用价值。
2）胚乳再生植株的倍性
胚乳愈伤组织及再生植株的染色体数常常发生变化。
如苹果（2n=34）胚乳植株根尖细胞染色体数的分布范围是
29-56条，多数是37-56条，3倍体细胞只占2%-3%。
同一植株是不同倍性细胞的嵌合体。
染色体倍性混乱在胚乳培养中是相当普遍的。
但有些植株胚乳培养，如核桃、檀香、橙和柚等，
受精前的障碍 如花粉在柱头上不能萌发； 花粉管生长受抑制而不能进入胚珠， 其原因是花柱太长或花粉管生长缓慢。
受精后的障碍
胚和胚乳之间的不亲和,
或胚乳发育不良，杂种发育不成熟。
离体授粉
将未授粉的胚珠或子房从母体上分离下来，进行无菌培养， 并以一定的方式授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术， 所以又称离体受精（fertilization in vitro）。
提高发芽率、缩短育种周期或加速良种繁育。
3. 克服多胚品种珠心胚的干扰
仙人掌、柑橘等，除正常有性胚外，还配以从珠心组织发生多个不定胚。
这些不定胚常常侵入胚囊，使合子胚发育受阻，影响了育种效率。
4. 快速繁殖良种砧木
可以产生大量的次生胚，加速良种砧木的繁殖；
而且胚胎发生技术是人工种子的重要基础。
5. 诱导胚性愈伤组织