第七章 单倍体培养
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多倍体育种与单倍体育种PPT课件
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无籽西瓜培育过程图解：
第一年
普通西瓜 （2N）
普通西瓜 （2N）
人工诱导染色体加倍 （秋水仙素处理）
减数分裂 四倍体西 瓜（4N）
减数分裂
第一次传粉 （受精）
花粉（精子） （N）
卵细胞 （2N）
受精卵
种子（3N）
第二年
减数分裂
普通西瓜
花粉（精子）
（2N）
（N）
第二次传粉 （产生生长素）
植 株 （ 3N ）
染色体变异
花药离体培养 和 人工诱导染色体加倍
3、单倍体育种和杂交育种有什么联系？
单倍体育种是杂交育种的辅助手段，利用单倍
体育种可以大大缩短杂交育种的年限
8
祝各位身体健康、工作顺利、家 庭幸福。
9
为子房发育提供生长素，可以用人工涂抹生长素的方法代替， 但效果差又增加了成本。
5
三、单倍体育种
杂交育种过程图解
6
亲本 AAbb x aaBB
配子
Ab
aB
配子
单倍体
二倍体
AB
ABABiblioteka BB配子AbAb
AAbb
F1
AaBb
×
aB
aB
ab
ab
aaBB aabb
F2 A-B- aaB- A-bb aabb
多倍体育种与单倍体育种
1
一、染色体组增加或减少的原因 （一）增加：有丝分裂受阻，某次有丝分裂进行到前期（染色体已 经复制）不能形成纺锤体而不能完成细胞分裂，然后直接进入下一 次分裂间期，体细胞中染色体加倍了。 诱导因素：1、秋水仙素处理 2、低温处理（自然界的气候变化） （二）减少：减数分裂过程中（减Ⅰ后期）同源染色体分离，经减 数分裂产生的配子直接发育成个体，染色体中染色体数目减半了。
无籽西瓜培育过程图解：
第一年
普通西瓜 （2N）
普通西瓜 （2N）
人工诱导染色体加倍 （秋水仙素处理）
减数分裂 四倍体西 瓜（4N）
减数分裂
第一次传粉 （受精）
花粉（精子） （N）
卵细胞 （2N）
受精卵
种子（3N）
第二年
减数分裂
普通西瓜
花粉（精子）
（2N）
（N）
第二次传粉 （产生生长素）
植 株 （ 3N ）
染色体变异
花药离体培养 和 人工诱导染色体加倍
3、单倍体育种和杂交育种有什么联系？
单倍体育种是杂交育种的辅助手段，利用单倍
体育种可以大大缩短杂交育种的年限
8
祝各位身体健康、工作顺利、家 庭幸福。
9
为子房发育提供生长素，可以用人工涂抹生长素的方法代替， 但效果差又增加了成本。
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三、单倍体育种
杂交育种过程图解
6
亲本 AAbb x aaBB
配子
Ab
aB
配子
单倍体
二倍体
AB
ABABiblioteka BB配子AbAb
AAbb
F1
AaBb
×
aB
aB
ab
ab
aaBB aabb
F2 A-B- aaB- A-bb aabb
多倍体育种与单倍体育种
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一、染色体组增加或减少的原因 （一）增加：有丝分裂受阻，某次有丝分裂进行到前期（染色体已 经复制）不能形成纺锤体而不能完成细胞分裂，然后直接进入下一 次分裂间期，体细胞中染色体加倍了。 诱导因素：1、秋水仙素处理 2、低温处理（自然界的气候变化） （二）减少：减数分裂过程中（减Ⅰ后期）同源染色体分离，经减 数分裂产生的配子直接发育成个体，染色体中染色体数目减半了。
第7章_花药培养及单倍体育种
第一节 单倍体及单倍体育种
一、单倍体的概念及其来源
1、概念 单倍体(haploid)：是指具有配子体染色体数（n） 的孢子体(植物个体)。 单倍体有一元单倍体和多元单倍体。
南瓜的单倍体和二倍体 的雄花和雌花
单倍体植物的特点：
体细胞染色体数减半； 生长发育弱，体形小、各器
官明显减小； 雌、雄配子严重败育，有的
生根培养：将分化出的芽苗转入含NAA的生根培 养基中，一般2周左右可形成根。
烟草花粉植株的生根培养基： 1/2 MS + 2%蔗 糖 + 0.5%琼脂。
壮苗培养：在生根培养基或基本培养基中添加 多效唑（1-3mg/L），提高蔗糖浓度（5-8%）。
培养条件： 25 ℃，光照下。
花粉植株的驯化移植
② 激素选择
烟草和毛曼陀罗：仅含蔗糖的琼脂板 茄子花药培养中： MS＋2,4-D 0.5 mg/L＋KT 1mg/L
n 93.8% 2n 6.2% MS＋2,4-D 2 mg/L ＋ KT 1mg/L
n 64,1% 2n 35.9%
③ 蔗糖：一般为3％～15％
烟草和油菜：2～3％诱导花粉胚； 水稻：3～6％诱导愈伤，分化时2～3％； 小麦：8～11％麦芽糖诱导愈伤，分化时5～8％蔗 糖； 玉米：12～15％诱导愈伤； 甘蔗：高达20％。
➢ 二，认为小孢子发育过程中花药内源激素平衡在 不断改变，随花药的成熟，激素平衡变得不适合 小孢子的生长和分裂，或脱分化必须的一些物质 被消耗尽，从而引起培养效果不佳。
花粉发育时期的确定
•鉴定花粉发育时期的方法可用涂片法来进行。 •为方便起见，可找出与花粉发育时期相对应的形 态学指标。
（3） 花药预处理
体细胞干扰 生殖细胞的自发加倍 培养过程的各种影响因素
一、单倍体的概念及其来源
1、概念 单倍体(haploid)：是指具有配子体染色体数（n） 的孢子体(植物个体)。 单倍体有一元单倍体和多元单倍体。
南瓜的单倍体和二倍体 的雄花和雌花
单倍体植物的特点：
体细胞染色体数减半； 生长发育弱，体形小、各器
官明显减小； 雌、雄配子严重败育，有的
生根培养：将分化出的芽苗转入含NAA的生根培 养基中，一般2周左右可形成根。
烟草花粉植株的生根培养基： 1/2 MS + 2%蔗 糖 + 0.5%琼脂。
壮苗培养：在生根培养基或基本培养基中添加 多效唑（1-3mg/L），提高蔗糖浓度（5-8%）。
培养条件： 25 ℃，光照下。
花粉植株的驯化移植
② 激素选择
烟草和毛曼陀罗：仅含蔗糖的琼脂板 茄子花药培养中： MS＋2,4-D 0.5 mg/L＋KT 1mg/L
n 93.8% 2n 6.2% MS＋2,4-D 2 mg/L ＋ KT 1mg/L
n 64,1% 2n 35.9%
③ 蔗糖：一般为3％～15％
烟草和油菜：2～3％诱导花粉胚； 水稻：3～6％诱导愈伤，分化时2～3％； 小麦：8～11％麦芽糖诱导愈伤，分化时5～8％蔗 糖； 玉米：12～15％诱导愈伤； 甘蔗：高达20％。
➢ 二，认为小孢子发育过程中花药内源激素平衡在 不断改变，随花药的成熟，激素平衡变得不适合 小孢子的生长和分裂，或脱分化必须的一些物质 被消耗尽，从而引起培养效果不佳。
花粉发育时期的确定
•鉴定花粉发育时期的方法可用涂片法来进行。 •为方便起见，可找出与花粉发育时期相对应的形 态学指标。
（3） 花药预处理
体细胞干扰 生殖细胞的自发加倍 培养过程的各种影响因素
单 倍 体 培 养
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（四）影响单倍体培养的因素
1. 供体植株基因型与生理状态 基因型以十字花科为例，胚状体形成的容易顺序： 油菜类〉白菜类〉甘蓝类 生理状态：生长旺盛效果好，开花早期的花蕾容 易 2. 花粉发育时期
单核中期至单核晚期的花粉已形成花粉胚或花粉
愈伤组织，甜椒单核中期花粉的胚状体诱导率为
10.87 % ~ 29.11 %，而二核期花粉的胚状体诱
粉粒的液体培养基与琼脂（糖）培养基混合，
使花粉粒均匀分布在培养基中，在培养皿中铺
一个薄层，凝固后用封口膜密封进行培养。
14
3.夹层培养
固体培养基+花粉悬浮液+未凝固培养液
4. 看护培养
Sharp（1972），将番茄完整的花药置于
固体培养基上，在花药上覆盖一张滤纸圆片，
用吸管吸取一滴花粉悬浮液滴在滤纸上进行培 养，利用了花药中游离成分，提高雄核发育诱 导率。
基因相互遮盖
3. 获得纯雄株等特殊育种材料
4. 选育自交系
5
三、花药培养 （一）概述 花药培养属于器官培养范畴，一定发育时期 的花药在适当条件下可通过两种途径发育成单倍 体植株。 1. 胚发生途径 花粉---原胚---胚状体---单倍体植株 例如： 甜椒、茄子、大白菜、油菜 2. 不定器官发生途径 花粉---单倍体愈伤组织---诱导器官分化---单 倍体植株 花药培养存在的问题：培养过程中可能受到药 壁组织干扰，可能存在二倍体再生植株，需要进 行倍性鉴定。
花药切片显微观察
单核靠边期
四分体时期
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2. 灭菌及预处理
未开放的花蕾，常规灭菌后直接取出花药在
4~5℃条件下冷处理2~4d，易产生胚状体。
3. 接种
尽量不使花药损伤并去除花丝，排除二倍体 组织对单倍体植株再生的影响。
Chapter7单倍体诱导
细胞类型 单个花粉粒 单个或多个 花粉粒细胞与 花药壁细胞等
7.壮苗生根 当苗长15cm,有三片真叶,根发达,移至土 中,25~30℃ RH＞85% 8.单倍体二倍体化 秋水仙素处理加倍
五.影响花药培养的因子(雄核发育的因子) 1.基因型:通过花药培养获得单倍体植株最 多的是茄科植物,其次是十字花科、禾本科、 百合科等植物。 2.生理状态: ①供体植株的年龄:在多年生植物中,幼年型 植物的花药比老年植株的花药反应好;草本 植物生长健壮、且处于生殖高峰期的花药 诱导率高,徒长或营养不足的植株花药培养 的诱导频率低. ②栽培条件 ③内源激素
5.药壁因子: 起源于花药壁的某些重要物质,对诱导花粉粒 雄核发育起重要作用,这类物质统称为 “药壁因子”:
外层
中层
绒毡层
在花粉发育过程中，绒毡层起着关键的作用。
(1)花粉胚发育中药壁起重要作用 ①将某一品种烟草中的花粉粒移植于另一品 种烟草花药中成胚 ②用花药看护培养花粉粒中,物种不一定相同 ③花药浸提物促进花粉胚发育 ④培养过花药的条件培养基,促进花粉胚发育 ⑤用谷氨酰胺,丝氨酸,m-肌醇取代药壁因子 (2)花药壁分泌的物质激活花粉的胚性
花药培养
茄科 十字花科 禾本科
2、人工诱导单倍体的意义：
1）迅速建立等基因纯系； （发现有价值隐性纯合体）
eg：
A B
a B
a——高产 B——抗旱
单倍体诱导
AB
aB
有性繁育
AABB AaBB aaBB 1 : 2 : 1
AABB aaBB 1 ： 1
2）加快育种进程。 eg: F1 AaBb
单倍体细胞培养
六倍体(hexaploid)植物其haploid为triploid 如，普通小麦2n = 6x = 42， n = 3x = 21
八倍体(octoploid)植物其haploid为tetraploid 如，草莓 2n = 8x = 56 ，n = 4x = 28
单倍体植株特点：
单倍体含有本物种配子染色体数及其全套染色体组，也 就是有生活必需的全套基因，因此在适宜条件下，能正常 生长。但因为所含染色体仅是正常体细胞的一半，一般表 现为： ①一般比较矮小纤弱，各器官明显减小； ②雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代； ③染色体一经加倍，即得到纯合的正常植物体。
花药和花粉培养
※ B途径 小孢子 第一次有丝分裂为 均等分裂，形成大 小相近的两个细胞 。然后由这两细胞 连续分裂形成单倍 体植株，或者核融 合形成多倍体植株 。
花药和花粉培养
4、花药培养与花粉培养的异同点
– 培养目的相同，均获得小孢子植株。 – 花药培养属于器官培养；而花粉培养属于细胞 培养。 – 花粉培养没有药壁组织干扰，单倍体产量高。
2、花药或花粉培养在作物育种中的作用：
（1）缩短育种年限：常规育种需4-6年获得纯 系，而小孢子培养仅需1-2年。
供体植株 花粉培养 小孢子（N） 雄核发育
花粉植株 （N） 自然加倍 人工加倍 纯合植株 （2N）
一年内获得纯系
花药和花粉培养
（2）提高了目标基因型的选择效率
二倍体供体植株基因型为AaBb，若要从后代中选择基 因为AAbb的纯合单株
常规方法： AAbb出现的概率为1/16，并且不能将AAbb 与Aabb、aAbb区分开。
AB AB aB Ab ab AABB aABB AabB aAbB aB AaBB aaBB AabB aabB Ab AABb aABb AAbb aAbb ab AaBb aaBb Aabb aabb
单倍体细胞培养
饥饿处理改变了小孢子的配子体发育方向，启动雄核发育
4）花粉植株形态发生方式
胚状体发育途径
小孢子经历胚发生的各个阶段，最后子叶展开，形成花粉植 株
愈伤组织发育途径
小孢子分裂数次形成愈伤，再分化形成花粉植株。此途径产 生的植株会出现变异且倍性复杂
胚状体发育途径
烟草花药培养
部分花药通过胚状体途径形成小植株
单倍体细胞培养的途径
雌配子体培养（未受精 胚珠/子房培养） 花药培养 花粉培养
花药与花粉培养的主要内容
花药与花粉培养的方法
花粉及花药培养的用途
单倍体植株鉴定和染色体加倍
（一）花药与花粉培养的方法
概念 发展历史 花粉的起源及发育过程 花粉孢子体发育途径 花粉及花药培养方法 影响花药及花粉培养的因素
梯度离心前 （小孢子形态、活力不一致）
30%蔗糖梯度离心后 （获得均一的小孢子群体）
花粉培养方式
平板培养：花粉置琼脂固化培养基上培养 液体培养：花粉悬浮在液体培养基中培养，需震荡，以利通 气 双层培养：花粉置固体-液体双层培养基上培养。培养基制作 方法：先铺一层琼脂固体培养基，凝固后，在表面加入少量 液体培养基 看护培养：利用花药或花药愈伤组织释放出的活性物质促进 花粉小孢子发育 微室培养：利用小的盖玻片和凹穴载玻片形成微室进行花粉 培养 条件培养基培养：利用培养过花药的液体培养基或含失活花 药提取物的培养基上培养。花药条件培养基、子房条件培养 等
2 发展历史
1950年，Tulecke发现，某些裸子植物的部分成熟花粉粒，在特 定培养基上可以形成愈伤组织 1964年，Guha和Maheshwari 完成了曼陀罗花药培养，由花粉 获得单倍体植株 1973年，Chu等实现了小麦花粉培养 80年代后期到90年代期间，花培技术迅速发展。许多作物小孢 子培养已经成功 90年代，一些先前被认为是不易进行小孢子培养的基因型也相 续成功 迄今已有23个科52属约300种高等植物花药培养获得成功，其 中包括水稻、大麦、油菜、小麦、玉米、大豆、橡胶、杨树、 苹果等
第七章 单倍体培养
压挤 过滤
离心清洗
接种
花粉的分离方法
6.2培养方法
直接培养：液体浅层培养
条件培养基培养
加入了花药提取物的基本培养基是条件培养基
花药预培养法
哺育培养（看护培养）
利用整个花药、药壁或花瓣愈伤组织作为哺育者来诱导花粉去分化启动
花药作为哺育组织
花药与花粉间放入滤纸
微室悬滴培养
γ射线处理
可与热激处理结合，促进花粉愈伤形成和花粉胚胎发生
秋水仙素处理
扰乱了对不对称分裂起决定作用的微管细胞骨架，使单核花粉的细胞核移向中央， 导致均等分裂
冷激处理
促进小孢子胚胎发生
营养饥饿处理
促进小孢子胚胎发生，可以和热激处理结合效果更好，糖饥饿处理对孤雄生殖有 诱导作用，谷氨酰胺饥饿处理也对一些植物有作用
人工加倍方法－秋水仙碱处理加倍（但容易造成多倍化的嵌 合体）
培养瓶中加倍处理（处理单个单倍体细胞可降低混倍体和嵌合体现象） 移栽后加倍处理
氟乐灵(Trifluralin)处理：比秋水仙素产生的不正常胚率低
6.5鉴定
染色体数目鉴定
花粉植株的选择鉴定
H1生长势差，生育期的表现与正常植株出入很大 性状选择宜在H1代的种子后代群体中进行
小孢子发生的全部细胞参与胚状体形成
小孢子发生的细胞由个别细胞发育形成胚状体，这种胚性细 胞具双极性
小孢子发生细胞发育为愈伤组织，再发生胚状体 小孢子发生细胞先游离为单细胞，再形成愈伤组织发生胚状 体
愈伤组织再分化途径
单倍体培育的原理
单倍体培育的原理单倍体呢，就是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
你可以想象一下，就像是从正常的一群染色体里，挑出了一半来组成一个新的小团体，这个小团体就是单倍体啦。
在自然状态下，植物的雄配子（花粉）和雌配子（卵细胞）结合，然后就像小两口组成家庭一样，它们的染色体融合在一起，就形成了正常的二倍体或者多倍体的后代。
但是单倍体培育可不想这么按部就班。
科学家们就像调皮的小魔法师一样，他们想办法把雄配子或者雌配子单独拿出来，让这个配子自己发育成一个完整的个体，这个个体就是单倍体啦。
比如说，花粉就像是一个小小的潜力股。
科学家们会用一种特殊的技术，让花粉脱离了正常的受精过程，直接开始发育。
这就好比是本来花粉是要去找卵细胞一起过日子的，结果现在科学家说：“花粉小老弟，你自己也能闯天下呢！”然后在合适的培养条件下，花粉就开始拼命生长，细胞不断分裂，慢慢地就长成了一个小植株，这个小植株就是单倍体植株啦。
单倍体培育还有一个很厉害的地方呢。
因为单倍体只有一套染色体，所以它的基因都是纯合的。
这就像是一个非常纯粹的小世界，没有那些杂七杂八的基因组合。
这对于植物育种来说可太重要啦。
就好比我们要找一个最纯正的品种，单倍体就像是一个纯净的源头。
你想啊，如果我们用传统的方法培育新品种，可能要经过好多好多代的杂交、筛选，才能得到我们想要的纯合品种。
但是单倍体培育就像是走了一条捷径。
我们得到单倍体之后，再用一些化学物质或者其他手段，让这个单倍体的染色体加倍，一下子就得到了纯合的二倍体。
这就像是本来只有一个小小的积木房子（单倍体），现在我们把它变成了一个坚固的大城堡（二倍体），而且这个城堡的每一块积木都是一模一样的，超级稳定呢。
而且单倍体培育还能帮助我们快速地筛选出优良的基因。
比如说，我们有一堆植物，里面可能有一些隐藏着很好的基因，但是在正常情况下，这些基因可能被其他基因掩盖了。
但是通过单倍体培育，我们可以把这些基因单独拎出来，看看它们到底有多厉害。
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国外已经有很多的成果出现
烟草品种
国内也有很多的新品种出现
水稻品种 小麦品种 玉米品种 油菜品种
人工加倍方法－秋水仙碱处理加倍（但容易造成多倍化的嵌 合体）
培养瓶中加倍处理（处理单个单倍体细胞可降低混倍体和嵌合体现象） 移栽后加倍处理
氟乐灵(Trifluralin)处理：比秋水仙素产生的不正常胚率低
6.5鉴定
染色体数目鉴定
花粉植株的选择鉴定
H1生长势差，生育期的表现与正常植株出入很大 性状选择宜在H1代的种子后代群体中进行
3年×5代＝15年
S1MM:2Mm:mm
自交鉴别纯度和性别
S2MM:2Mm:mm
自交
S3MM:2Mm:mm
3年
MM（纯雄）
MM（纯雄） 有性杂交培养 自交
不同类型的卵细胞 F2 F3
不同类型的花粉
花药培养
各种类型的单倍体植株
染色体加倍
淘汰 杂合Fn
γ射线处理
可与热激处理结合，促进花粉愈伤形成和花粉胚胎发生
秋水仙素处理
扰乱了对不对称分裂起决定作用的微管细胞骨架，使单核花粉的细胞核移向中央， 导致均等分裂
冷激处理
促进小孢子胚胎发生
营养饥饿处理
促进小孢子胚胎发生，可以和热激处理结合效果更好，糖饥饿处理对孤雄生殖有 诱导作用，谷氨酰胺饥饿处理也对一些植物有作用
使雄配子体细胞质受抑制，启动营养细胞分化，使营养细胞脱离 G1状态进入S期。
5.12孤雄生殖诱导的分子机理
Napin基因表达与孤雄生殖过程一致 单倍体胚胎发生前8h有大约18种蛋白质以很高的频 率合成。 蛋白质的修饰比基因产物存在与否更重要 花粉第一次分裂很多基因表现很高的转录活性 封阻花粉特异基因的转录对烟草孤雄生殖的启动有 帮助作用
5.6影响花药培养的因素
供体植株的生长条件：需控光控温 供体植株的年龄：多数情况下幼年植株优于老年，而甘蓝型油菜 相反。 花粉发育时期：单核期或双核早期
花蕾和花药的预处理：低温处理、高温处理、激素处理、高低渗 处理等
供体植株的基因型：胚形成能力、愈伤组织诱导率、绿苗再生率 等有差异 培养基：激素种类和浓度、氮素使用量、有机物质、蔗糖浓度、 pH值高低、乙烯等
5.8花药培养中的雄核发育途径和植株分化
雄核发育花粉：花药培养中小孢子偏离配子体发 育途径的花粉
小孢子途径（B途径）
营养细胞发育（A途径） 生殖细胞发育（A-G途径） 由生殖细胞和营养细胞同时发育（C途径）
雄核发育（小孢子发育）的主要途径（四条途径）
5.9花粉偏离正常发育途径的机理
小孢子发生的全部细胞参与胚状体形成
小孢子发生的细胞由个别细胞发育形成胚状体，这种胚性细 胞具双极性
小孢子发生细胞发育为愈伤组织，再发生胚状体 小孢子发生细胞先游离为单细胞，再形成愈伤组织发生胚状 体
愈伤组织再分化途径
5.11逆境处理对小孢子胚胎发生的诱导作用
热激处理
有效诱导孤雄生殖，产生热激蛋白
1单倍体种类
一倍单倍体
多倍单倍体
花药中分为：单倍体细胞和二倍体细胞，因而可 用于单倍体培养。 混倍性的材料中很难分离单倍体。 单倍体诱导受基因型影响 雌性配子体诱导单倍体存在很多困难
2单倍体的起源和遗传行为
单倍体的起源
自发产生 诱发产生
诱发单倍体的方法
种间和属间杂交
物理照射和化学诱变
孤雄生殖能力的丧失与“晚期基因”的表达相吻合。
6花粉培养（小孢子培养）
优点
可排除花药体细胞组织的干扰 可不经愈伤组织阶段，直接由胚状体形成花粉 植株 可提高诱导频率
单倍体培养的两种方法
6.1花粉的分离和接种
自然释放法
直接压挤法 压挤-过滤-清洗法（只在茄科植物和油菜上使用）
接种完后，封口，包扎，写上记号
5.4诱导培养
要点
诱导花粉去分化，启动花粉孢子体发育 抑制花药体细胞组织（如药隔、药壁）的生长
常用培养基：MS(1962)、Nitsch(1969)、Miller(1963)、H(1967)、
B5(1968)、N6(1975)等
激素添加和配比影响花粉发育途径
6.6花药培养中的白化苗
跟低温处理有关，特别是禾本科植物容易出现白化苗
内部因素:基因型 花粉发育时期
产生因素:
外部因素: 高温 激素浓度 延迟转分化培养时间
同绿苗杂交后进行花药培养 用BA在田间处理花药 花粉发育时期取单核早、中期 低温处理离体花药2-3周 使用激素2，4-D配以少量2，4，5-T和BA，碳源改为麦芽糖 2,4,5 三氯苯氧乙酸
选择
纯系
纯合的二倍体植株（纯系） 株行鉴定
鉴定或品比
常规杂交育种法
单倍体育种法
5.1花药培养的程序和方法
材料的选择
供体植株的基因型：春小麦比冬小麦容易些，粳稻比籼稻容 易培养，花药培养力从高到低：糯稻＞粳稻＞粳籼杂种＞籼 稻 花粉植株诱导力是受材料孢子体（药壁）基因型的 控制
供体植株的生理状态：诱导力随植株年龄下降 选用正常 生长季节的早期雄花或主穗及在最适宜温度条件下发育的花 药为材料 田间生长的材料比温室材料好 花粉发育时期：花粉胚性和非胚性
花药壁的作用
药壁组织对诱导形成愈伤组织、胚状体乃至绿苗的分化起一 定的作用
花粉的二型性
在一个植物种或品种的花粉群体中，存在正常的和非正常的 两种花粉的现象称为花粉的二型性 异常花粉发育的途径是A、B途径 二核型花粉具雄核发育预成性
5.10花粉植株的分化产生
胚状体发育途径（四种不同的起源）
压挤 过滤
离心清洗
接种
花粉的分离方法
6.2培养方法
直接培养：液体浅层培养
条件培养基培养
加入了花药提取物的基本培养基是条件培养基
花药预培养法
哺育培养（看护培养）
利用整个花药、药壁或花瓣愈伤组织作为哺育者来诱导花粉去分化启动
花药作为哺育组织
花药与花粉间放入滤纸
微室悬滴培养
培养条件：温度、光照、培养密度等
活性炭：调节内源和外源生长物质的水平
5.7分化培养
愈伤组织产生10-15天，可将其转移到分化培养 基 分化培养基要去掉2，4-D，加入一定量的Kt或 NAA或IAA，蔗糖浓度降至2-3％ 分化芽需1-2周
分化能力和愈伤组织的年龄有关
花粉苗长出根后，可移植
5.2预处理
低温法
在冰箱内冷藏
可降低花药呼吸强度，减少物质消耗，延长花药寿命， 减少花粉的退化，使大多数花粉存活，利于小孢子从 配子体发育转向孢子体发育
其他方法
乙烯利喷射植株，离心花蕾 低剂量γ射线照射
5.3材料的消毒和接种
去掉培养瓶上的封口膜 收集花药
接种花药到培养基上
双生苗的筛选 花药和花粉培养
高等植物生活周期 中可产生单倍体有3 条途径
3单倍体的减数分裂
中期Ⅰ纺锤丝高度紊乱，后期Ⅰ染色体随机地分向两极
4单倍体的应用价值
在植物育种中使后代迅速纯合：用于杂交制种
提高选择效率：比常规育种提高1倍效率 排除杂种优势对后代选择的干扰：选择变异可代表真实变异 情况。 遗传研究的良好实验材料体系：对数量遗传研究有很大用途 突变体的筛选：隐性基因性状可表现出来 消除致死基因：致死基因一表现出来就消除 选育新型自交系：获得纯合自交系
控制大麦白化苗的措施:
提早分化培养
诱导花粉走胚胎发生途径
7雌配子诱导单倍体
未受精的子房、胚珠
成熟胚囊（8个单倍体核）都有发育成单倍体的潜力
单倍体起源：
卵细胞（大多数） 助细胞 反足细胞
多种形式
影响因素：
生长环境 基因型 培养基
8单倍体细胞培养与植物育种
蔗糖浓度通常很高，较高的浓度可使小孢子存活时间长 pH值有一定影响 有机附加物有重要作用:谷氨酰胺
5.5培养操作技术
暗培养后再光培养 评价花药培养体系的好坏指标：压片或 切片观察，计算启动分裂的小孢子/总小 孢子，计算愈伤组织块数（胚数、植株 数）/花药（花蕾），一定时间内计算尚 有活力的小孢子数/总小孢子数
常用培养基：MS、N6、H、NLN等
6.3转移培养
花粉不经愈伤组织而直接分化形成胚状 体 花粉形成胚状体的途径
营养核形成
花粉直接分裂形成
胚状体发育成小植株后，可转出移植
6.4花粉植株的加倍及鉴定
花粉植株的染色体加倍
自然加倍
自然加倍通过核内有丝分裂实现或花粉核的融合；加倍频 率的高低受许多因素影响（植物激素、花药的发育时期、培 养时间长短）
第七章 单倍体细胞培养
单倍体植物：体细胞中只具有配子染色体数 的个体，其基因型是半合子（Merozygote) 状态的，如使其染色体数加倍，便可直接成 为纯合的二倍体（双倍体）。