花粉培养(笔记)
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兰花花粉培养技术
兰花花粉培养技术兰花是一种优雅迷人的花卉，其花粉培养技术在育种和研究领域具有重要的意义。
本文将对兰花花粉培养技术进行探讨，介绍其原理、方法和应用。
一、兰花花粉培养技术的原理兰花花粉培养技术是通过无菌环境中利用营养培养基和适宜的条件来培养兰花花粉颗粒，使其快速生长和发育。
这项技术可以刺激花粉颗粒的萌发和胚胎发育，实现花粉的快速繁殖和自交结实。
二、兰花花粉培养技术的方法1. 花粉采集：选择兰花花朵开放时期，用无菌器具采集花粉，并将其置于无菌容器中备用。
2. 培养基准备：制备适宜的营养培养基，一般包括碳水化合物、氮源、磷源、微量元素和植物生长调节剂等。
将培养基倒入培养皿中，进行无菌处理。
3. 培养条件控制：将采集到的花粉颗粒撒在培养基表面，将培养皿放置在恒温箱中，控制适宜的温度、湿度和光照条件。
4. 培养过程观察：观察花粉颗粒的周围是否出现芽发生，以及芽的生长速度和形态，记录相关数据。
5. 芽的分离和移植：当芽生长到一定程度时，将其分离出来并移植到适宜的生长环境中，继续培养。
三、兰花花粉培养技术的应用1. 育种繁殖：通过花粉培养技术，可以大量快速地繁殖出兰花植株，并进行育种选择和培育，获取优良品种。
2. 遗传改良：花粉培养技术还可以用于遗传改良，通过控制花粉培养条件和处理方法，实现对基因型的改变和遗传变异。
3. 病毒检测：花粉在培养过程中可能受到病毒污染，通过花粉培养技术可以及时检测病毒并进行相应防治措施。
四、结语兰花花粉培养技术作为一种重要的研究和应用手段，为兰花的育种和遗传改良提供了有力的支持。
希望本文对兰花花粉培养技术的原理、方法和应用有所了解，并为兰花的种植和研究工作提供参考。
（以上文章仅为示例，具体内容请根据实际情况进行调整）。
花药与花粉培养
2020/4/10
培养温度是影响花药反应的一个重要因素。
小麦要求先高温培养64天之后，再转入 28-30℃下培养。一直高温培养效果并不 好。
较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤 组织，但愈伤组织分化白化苗的频率也高。 控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效 措施。
2020/4/10
7 图示花药培养过程
利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同 基因型的配子发育而来，具有丰富的变异类型， 选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后， 选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得 优良杂交种子。
构建永久性分离群体－双单倍体系（Doubled haploid)，用于基因定位。
2020/4/10
大大缩短育种周期。
❖药壁向花粉提供营养物质；过滤离心
❖通过药壁吸收、贮存和转 化培养基中的外源物质
2020/4/10
取花药 再生
单倍体植株的二倍化 花粉植株染色体可自发加倍；
人工措施染色体加倍。
传统方法是用秋水仙素处理。较大浓度的秋水 仙素溶液处理单倍体植株，时间为24-96 h。
浸泡试管苗方法、
处理芽方法、
浸根方法
1967年：Bourgin&Nitsch花药培养获得烟 草植株；
1973年：我国首次报道了小麦花药培养获 得再生植株；
目前：许多农作物及经济植物通过花粉培
2020/4/10
养都能诱导成植株。
4.花药培养与单倍体育种
花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植 株，并使单倍体加倍，作为育种材料的来源。
花药培养和花粉培养
• 主要内容 • 花粉和花药培养技术 • 花粉和花药培养应用
2020/4/10
1.名词
植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的， 其染色体数目只有体细胞的一半，叫做单倍体 细胞(haploid cell)。
培养温度是影响花药反应的一个重要因素。
小麦要求先高温培养64天之后，再转入 28-30℃下培养。一直高温培养效果并不 好。
较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤 组织，但愈伤组织分化白化苗的频率也高。 控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效 措施。
2020/4/10
7 图示花药培养过程
利用杂种花药离体培养获得的再生植株，由不同 基因型的配子发育而来，具有丰富的变异类型， 选择出有利的变异类型，经过经济性状鉴定后， 选出优良者直接用于生产或配制杂交组合，获得 优良杂交种子。
构建永久性分离群体－双单倍体系（Doubled haploid)，用于基因定位。
2020/4/10
大大缩短育种周期。
❖药壁向花粉提供营养物质；过滤离心
❖通过药壁吸收、贮存和转 化培养基中的外源物质
2020/4/10
取花药 再生
单倍体植株的二倍化 花粉植株染色体可自发加倍；
人工措施染色体加倍。
传统方法是用秋水仙素处理。较大浓度的秋水 仙素溶液处理单倍体植株，时间为24-96 h。
浸泡试管苗方法、
处理芽方法、
浸根方法
1967年：Bourgin&Nitsch花药培养获得烟 草植株；
1973年：我国首次报道了小麦花药培养获 得再生植株；
目前：许多农作物及经济植物通过花粉培
2020/4/10
养都能诱导成植株。
4.花药培养与单倍体育种
花药培养的主要目的，是培育花粉粒的单倍体植 株，并使单倍体加倍，作为育种材料的来源。
花药培养和花粉培养
• 主要内容 • 花粉和花药培养技术 • 花粉和花药培养应用
2020/4/10
1.名词
植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的， 其染色体数目只有体细胞的一半，叫做单倍体 细胞(haploid cell)。
花药和花粉的培养
高浓度的2,4-D主要诱导花药形成愈伤组 织，而不能形成胚状体，同时，高浓度 的生长素可能启动了花药壁等二倍体组 织细胞分裂，从而抑制了花粉细胞分裂， 从而增加了二倍体细胞发育的机会。
花药和花粉培养中单倍体形成的途径
通过胚状体形成单倍体植株
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
•
生物体细胞中的染色体数一般用 2N 表示，配子中 的染色体数用 N 表示，如甘蓝体细胞中的染色体数 为2N = 18，雄配子体和雌配子体的染色体数为 N = 9。
diploid 植物其haploid即为monoploid 玉米 2n = 2x = 20 n = 水稻 2n = 2x = 24 n = 柑橘 2n = 2x = 18 n = tetraploid植物其haploid为dihaploid 马铃薯 2n = 4x = 48 n = 陆地棉 2n = 4x = 52 n = hexaploid植物其haploid为triploid 普通小麦2n = 6x = 42 n = octoploid植物其haploid为tetraploid 草莓 2n = 8x = 56 n = x = 10 x = 12 x = 9 2x = 24 2x = 26
蔗糖在花药诱导培养阶段的功能主要是： 提供C源；维持适宜的渗透压；抑制花药 壁的分裂而促进花粉细胞分裂。
番茄花药培养对蔗糖浓度的诱导反应 蔗糖浓度（％） 2 3 4 6 10 13 17 诱导频率（％） 5 10 12 18 25 45 8
花药培养常用的激素有： 细胞分裂素类：
BA— 6-benzyladenine KT— kinetin Zeatin
③小孢子培养中，由于小孢子是游离的单倍体细胞，除不受 等位基因影响外，能均匀地接触外部环境条件(如化学、物 理诱变)，因此是研究转化和诱变的理想材料； ④便于系统观察小孢子在离体条件下的生长发育过程，是研 究发育极好的材料体系：
花粉培养技术实验报告
一、实验目的1. 学习花粉培养技术的基本原理和操作步骤。
2. 掌握花粉培养过程中的无菌操作技术。
3. 观察花粉培养过程中不同阶段的形态特征。
二、实验原理花粉培养技术是植物组织培养的一种方法，通过在适宜的培养基上培养花粉，使其发育成单倍体植株。
实验过程中，通过调节培养基中激素的种类和浓度，可以诱导花粉发生脱分化和再分化，最终形成植株。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：月季花粉、MS培养基、琼脂、生长素、细胞分裂素、无菌水、无菌滤纸、酒精灯、镊子、剪刀、培养皿、恒温培养箱等。
2. 实验仪器：显微镜、解剖镜、高压蒸汽灭菌器、超净工作台等。
四、实验步骤1. 花粉的采集与处理（1）采集月季花粉，要求花粉发育良好，无病虫害。
（2）将花粉放入无菌水中，充分搅拌，使花粉悬浮。
（3）用无菌滤纸过滤，去除杂质。
2. 培养基的制备（1）称取MS培养基粉末，加入适量的蒸馏水，溶解。
（2）加入琼脂，搅拌至完全溶解。
（3）将溶液过滤，分装至培养皿中，高压蒸汽灭菌。
3. 花粉接种（1）将灭菌后的培养基冷却至50℃左右。
（2）将花粉悬浮液滴加到培养基表面，使花粉均匀分布。
（3）用无菌镊子轻轻铺平培养基表面，避免花粉聚集。
4. 培养与观察（1）将培养皿放入恒温培养箱中，培养条件为18-22℃，光照12小时/天。
（2）定期观察花粉培养过程，记录不同阶段的形态特征。
（3）观察花粉发育成愈伤组织、胚状体和植株的过程。
5. 结果分析（1）根据观察结果，分析花粉培养过程中的激素种类和浓度对植株形成的影响。
（2）讨论实验过程中可能出现的问题及解决方法。
五、实验结果与分析1. 花粉培养过程中，不同阶段的形态特征如下：（1）愈伤组织阶段：花粉在培养基上形成白色、疏松的愈伤组织。
（2）胚状体阶段：愈伤组织逐渐分化出绿色、细长的胚状体。
（3）植株阶段：胚状体发育成完整的植株，具有根、茎、叶等器官。
2. 激素种类和浓度对植株形成的影响：（1）生长素和细胞分裂素是影响花粉培养的关键激素。
【生物技术】第六讲(3)花药(花粉)培养技术(精)
第一节 花药和花粉培养技术
（二）培养过程
1 花药培养过程
1）预处理:低温冷藏是最常用的方法
烟草7～9℃ ，7～14d 黑麦1～3℃ ，7～14d
第一节 花药和花粉培养技术
（二）培养过程
2）表面消毒 用70%酒精喷洒或擦拭花器或包被着麦 穗的叶鞘表面，即可以达到灭菌的要求。
第一节 花药和花粉培养技术
第二节 花药和花粉培养的应用
花药和花粉培养的应用 ----单倍体植株育种
1、克服后代分离，缩短育种周期； 2、有利于筛选隐性突变体，选择效率高; 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
第二节 花药和花粉培养的应用
大大缩短育种周期
本章小结：
(1)花药培养是器官培养，花粉培养属细胞培养。 (2)花药培养一般选择花粉的单核期进行接种。 (3)花药培养包括：选择材料-消毒-接种培养-愈合组织 生成-分化出单倍体植株。 (4)花粉培养包括花粉的分离-预处理-培养过程。
无菌水洗3次
10％漂白粉10 min
用接种环接种 到培养基上
培养5天，花药变褐，20天后花药裂 开，长出淡黄色的花粉愈伤组织， 先长芽，后长根，形成幼苗。
第一节 花药和花粉培养技术
花药培养脱毒技术
1974年日本：花药培养可以脱除草莓病毒； 花药采取时期
单核期：花蕾4-6mm，花药1mm 花药诱导愈伤组织培养基 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7g/L 生根培养基 1/2MS+IBA0.2mg/L+活性炭3g/L+蔗糖20g+琼脂7g/L
第三节花粉花药培养 - 唐山师范学院
Assani et al. Plant Cell Rep 2003, 21, 511–516
3、 neem
Production of haploids of neem( Azadirachta indica A. Juss.)
by anther culture
A An 8-week-old anther culture on MS (9% sucrose) supplemented with 1 μM 2,4-D, 1 μM NAA and 5 μM BAP; anthers are completely covered by proliferating brown callus (×1.2).
Sunderland(1978)认为在花粉群体中具有胚胎发生 潜力的花粉，是在培养前被作用于活体的因素所预先决 定的，离体花粉只是起孢子体发育的触发作用和维持相 继的生长作用。
这些具有胚胎发生潜力的花粉粒比正常花粉粒小，细胞 质染色浅，发育迟缓，称为S-花粉或E-花粉。
在一个植物种或品种的花粉群体中，出现正常和非正常 两种类型花粉粒的现象，称为花粉的二型性。
4）培养方式 固体培养 液体培养 双层培养
花药培养的目的是花药内花粉的植株再生，即单倍体再生。 因此可将花药培养数日后，取出其中花粉再培养。
6、植株再生
7、单倍体确定及染色体加倍
单倍体确定方法，可以镜检根尖染色体数，或根据 气孔周围保卫细胞的大小来确定。
染色体加倍，用秋水仙素处理。 ①培养阶段：培养基中加入50-250mg/L秋水仙素。 ②移栽后：用0.2%秋水仙素浸泡生长点1-3d，或每 日傍晚点滴生长点数滴，进行5-6d。
Late stage cotyledonary embryos (B. napus)
3、 neem
Production of haploids of neem( Azadirachta indica A. Juss.)
by anther culture
A An 8-week-old anther culture on MS (9% sucrose) supplemented with 1 μM 2,4-D, 1 μM NAA and 5 μM BAP; anthers are completely covered by proliferating brown callus (×1.2).
Sunderland(1978)认为在花粉群体中具有胚胎发生 潜力的花粉，是在培养前被作用于活体的因素所预先决 定的，离体花粉只是起孢子体发育的触发作用和维持相 继的生长作用。
这些具有胚胎发生潜力的花粉粒比正常花粉粒小，细胞 质染色浅，发育迟缓，称为S-花粉或E-花粉。
在一个植物种或品种的花粉群体中，出现正常和非正常 两种类型花粉粒的现象，称为花粉的二型性。
4）培养方式 固体培养 液体培养 双层培养
花药培养的目的是花药内花粉的植株再生，即单倍体再生。 因此可将花药培养数日后，取出其中花粉再培养。
6、植株再生
7、单倍体确定及染色体加倍
单倍体确定方法，可以镜检根尖染色体数，或根据 气孔周围保卫细胞的大小来确定。
染色体加倍，用秋水仙素处理。 ①培养阶段：培养基中加入50-250mg/L秋水仙素。 ②移栽后：用0.2%秋水仙素浸泡生长点1-3d，或每 日傍晚点滴生长点数滴，进行5-6d。
Late stage cotyledonary embryos (B. napus)
植物的花药与花粉培养
粉胚状体，最终分化为植株。 ② 液体培养: 悬浮培养，通气性差。 ③ 双层培养：上-液体+下-固体 ④ 看护培养：花粉-滤纸-固体培养基
医学ppt
14
⑤ 条件培养基：在花药培养基中加入失活的花药提取物。
采用看护培养法： 无菌条件下，将花药接种在固体培 养基上→在每个花药上覆盖一小块圆片滤纸 →用移液管吸 取l滴 每毫升含10个花粉粒的悬浮液接种在滤纸中央→形成 胚状体→分化为单倍体植株。
医学ppt
13
2、花粉培养 从花药中游离出花粉粒，通过培养使花粉粒脱分化启动发 育为单倍体植株的技术。
特点: 它可以避免花药壁、药隔及花丝等体细胞愈伤组织 的干扰，可以获得大量的花粉植株。
1）花粉的分离与纯化： 分离法：自然散落法、挤压法、机械游离法（磁力搅拌） 纯化：用不同孔径的无菌筛子除杂。
2）花粉培养的方式： ① 平板培养：花粉在固体培养基中进行培养，使其形成花
培养花药之前，需要制片镜检，确定花粉发育时期。进 行细胞学花粉发育时期的镜检。
医学ppt
11
2 材料处理对花粉培养的影响
（1）低温度处理： Nitsch（1973）发现低温处理可以明显提高花 粉胚的诱导率，3℃下保存48h，然后花药接种，花粉胚的诱导率提高 了33.6%。低温处理对农作物花药培养同样有效。烟草花药7～9℃下 7～14d为宜；水稻处理10℃、48h；小麦和黑麦需在1～3℃下2～20d 得到良好效果。
4、分化：愈伤组织1-2毫米时，转入分化培养基中， N6+2NAA（0.5mg/L）+KT(0.5mg/L)+蔗糖3%，温度 25℃，光照10h/d.
5、移栽：2周后，出根、芽。当花粉植株长到2-3个真叶时， 可转入1/2MS培养基中。低温医弱学pp光t 下练苗后可移栽于大田或18
医学ppt
14
⑤ 条件培养基：在花药培养基中加入失活的花药提取物。
采用看护培养法： 无菌条件下，将花药接种在固体培 养基上→在每个花药上覆盖一小块圆片滤纸 →用移液管吸 取l滴 每毫升含10个花粉粒的悬浮液接种在滤纸中央→形成 胚状体→分化为单倍体植株。
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2、花粉培养 从花药中游离出花粉粒，通过培养使花粉粒脱分化启动发 育为单倍体植株的技术。
特点: 它可以避免花药壁、药隔及花丝等体细胞愈伤组织 的干扰，可以获得大量的花粉植株。
1）花粉的分离与纯化： 分离法：自然散落法、挤压法、机械游离法（磁力搅拌） 纯化：用不同孔径的无菌筛子除杂。
2）花粉培养的方式： ① 平板培养：花粉在固体培养基中进行培养，使其形成花
培养花药之前，需要制片镜检，确定花粉发育时期。进 行细胞学花粉发育时期的镜检。
医学ppt
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2 材料处理对花粉培养的影响
（1）低温度处理： Nitsch（1973）发现低温处理可以明显提高花 粉胚的诱导率，3℃下保存48h，然后花药接种，花粉胚的诱导率提高 了33.6%。低温处理对农作物花药培养同样有效。烟草花药7～9℃下 7～14d为宜；水稻处理10℃、48h；小麦和黑麦需在1～3℃下2～20d 得到良好效果。
4、分化：愈伤组织1-2毫米时，转入分化培养基中， N6+2NAA（0.5mg/L）+KT(0.5mg/L)+蔗糖3%，温度 25℃，光照10h/d.
5、移栽：2周后，出根、芽。当花粉植株长到2-3个真叶时， 可转入1/2MS培养基中。低温医弱学pp光t 下练苗后可移栽于大田或18
第九章 植物花药和花粉培养
具有高度的相关性。
植株形态学鉴定法
单倍体植株瘦弱，叶片窄小，花小柱头长，
花粉粒小，不结实。
9.7.2 染色体加倍
9.7.2.1 茎段培养
（为什么要进行加倍？）
将单倍体植株的茎段进行培养，诱导愈伤 组织形成。由于单倍体愈伤组织在培养过程中
会有一定频率的核内有丝分裂，从而形成二倍
体细胞，分化出纯合的二倍体植株。
9.5 白化苗现象
白化苗的重要特性:
生殖生长和雌蕊的发育均不正常，不能完成有
性世代和获得白化苗的种子，无法用这种方法
证明它是否是一种可遗传性状。
在花粉白化苗的细胞中，常发现有微核存在。
白化苗叶肉细胞的细胞质中，无正常发育的
成熟叶绿体，只存在前质体到近乎正常叶绿
体的各种形态的质体。
花粉白化苗和绿苗在蛋白质、RNA和DNA
挤压法
在烧杯或研钵中用玻棒等挤压花药，
将花粉挤出后收集培养。
磁搅拌法 用磁力搅拌器搅拌培养液
中的花药， 使花粉游离出来；
超速旋切法
通过搅拌器中的高速旋转刀具
破碎花蕾、穗子、花药，使小孢子游离出来 （此法应用最广）。 4）甘露醇处理法（0.3 mol/L甘露醇中25℃暗培养3～4 d ）
5）小孢子纯化 子。
图9-4 小麦花药培养一步成苗
与多级成苗相比，一步成苗有以下几个优点：
1） 一步成苗简化了培养程序，降低了培养成本，加
快了成苗速度。
2）一步成苗提高了花药培养效率。（提高绿苗率，
主要通过胚状体成苗）
3）一步成苗中绿苗的质量明显提高。（生长快而健
壮）
4）一步成苗简化了培养过程，减少了愈伤组织形成
过程中的细胞变异，有效降低了白化苗产生频率。
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2.单倍体在育种中的应用：
（1）缩短育种年限,加快育种进程
大大缩短育种周期。
eg：
A B
a B
a——高产 B——抗旱
AB aB 有性繁育
单倍体诱导 AABB aaBB 1 ： 1
AABB AaBB aaBB 1 : 2 : 1
以水稻为例：
杂交育种 固定性状，获得等基因纯系
8～10年
若采用单倍体培养加速杂合体纯合化
2～3年
（2） 提高目标基因型的频率：
eg: F1
Ab Ab aB ab AB AAbb AaBb Aabb AABb
AaBb
aB AaBb aaBB aaBb AaBB
ab Aabb aaBb aabb AaBb
AB AABb AaBB AaBb AABB
如：F1(Aa)→自交→ 1/4AA+1/2Aa+1/4aa
选取主穗（一级侧枝）的花蕾，因为一级侧枝的 花蕾发育良好，数量大，发育同步。
操作过程中不应使花药受到损伤，若受损伤，则 应淘汰，因为损伤常常会刺激花粉壁形成二倍体的愈 伤组织。
（二）预处理
低温预处理可以提高花粉胚的诱导频率 以1-5℃预低温处理小麦小穗，能提高花粉愈伤组织 的产量。在4℃下冷冻石刁柏花蕾，预处理4天、8天和12 天，愈伤组织诱导率比室温对照分别提高2.4倍、1.9和 1.5倍。
第三章 植物主要组织培养方法
第一节 第二节 第三节 第四节
植物离体无性繁殖 无病毒植物培养 植物花药和花粉培养 植物胚胎培养
第三节 植物花药和花粉培养
思考：
蜜蜂采蜜采的是雄蕊还是雌蕊，为什么？ 为什么自然界代单倍体的产生方式是以孤雌生 殖为主，而离体培养产生单倍体则是以“孤雄 生殖”为主？
太空育种是集航天技术、生物技术和农业育 种技术于一体的农业育种新途径。是当今世界农业 领域中最尖端的科学技术课题之一，通过已进行的 太空农业试验，植物、动物等生物体的许多特性奥 秘被揭示。目前，世界上只有美国、俄罗斯、中国 三个国家拥有返回式卫星技术。在这方面，中国走 在世界前列。 太空育种成果 自1987年以来，我国利用返回式卫星和神舟飞 船，先后进行了10多次搭载，有1000多个品种的种 子和生物材料上天。
用浸透0.1％～0.4％的秋水仙素的棉球放置在 植株顶芽和腋芽生长点处，处理一定时间后用清水 冲洗，以后从处理过的顶芽和腋芽发出的枝条中， 鉴定出加倍材料，并采用适当的方法，分离和繁殖 出来。
秋水仙素加倍方法（组培）
在培养基中加入秋水仙素进行培养； 在培养过程中单独使用秋水仙素溶液浸泡材料， 然后置于不含秋水仙素的培养基中进行培养。
合子是产生孢子体的 第一个原始细胞 花粉是产生花粉孢子 体的第一个原始细胞
•花粉形成花粉胚或花粉愈 伤组织的第一次有丝分裂 称为花粉孢子体第一次有 丝分裂。 •花粉形成花粉植株的途径 即花粉孢子体途径。
二、
培养材料的选取与制备
（一）材料选择 （二）预处理
（三）外植体制备及接种
（一）材料选择
花粉培养
低温预处 理
消毒 取下花蕾（镜检）
接种 预培养数天
取花药
选幼年树花蕾
分离 花粉 过滤离心
通过药壁吸收、贮存和转 化培养基中的外源物质 药壁向花粉提供营养物质；
再生
三、
花粉植株再生
1. 在离体培养条件下，小孢子发生脱分化，改 变原来的发育途径，通过器官发生型和胚状体 发生型再生成完整植株。 2. 离体小孢子发育途径（A、B、C) 3. 花粉的脱分化培养方法
形成配子并 进行繁殖的世代 称为配子世代， 配子世代的生物 体称为配子体。 一般来说，植物 配子体为单倍体 （n）。
花粉原来的发育途径（配子体途径）
初 生 周 缘 层 造 孢 细 胞
1
纤维层（药室内壁）
中层（逐渐消失） 绒毡层（逐渐消失）
幼 嫩 细 胞
孢 原 细 平周 胞 分裂
花 粉 母 细 胞
鉴定方法
1. 2. 3. 4.
129
形态鉴定 结实性鉴定 染色体数目鉴定 遗传标记鉴定
花药（粉）单倍体植株的染色体加倍
秋水仙素加倍的原理： 秋水仙是从百合科植物秋水仙的种子和其它器官中提取出来 的一种生物碱。溶于水、酒精、甲醛等。 当秋水仙素渗入植物正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体的形 成，导致染色体不分离，从而引起染色体加倍。 染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，将来就 可以发育成多倍体植株。典型的例子有三倍体无子西瓜和甜 菜，八倍体黑小麦等。
本节内容
一、 二、 三、 四、 植物花药（粉）培养的概念及意义 培养材料的选取与制备 花粉植株再生 单倍体植株鉴定和染色体加倍
一、
植物花药（粉）培养的概念及意义
（一）单倍体及其在育种中的应用 1. 单倍体的概念 2. 单倍体在育种中的应用 3. 单倍体产生的途径 （二）花药（粉）培养的概念（本节重点）
在高等植物中，所有单倍体几乎都是由于生殖过程不 正常产生的，如孤雌生殖、孤雄生殖等。在自然界，大部 分单倍体是孤雌生殖形成的，人工单倍体多数是通过花药 的离体培养而得到的。
花粉和花药培养
指离体培养花药和花粉，使小孢子改变原 有的配子体发育途径，转向孢子体发育途径， 形成花粉胚或花粉愈伤组织，最后形成花粉植 株，并从中鉴定出单倍体植株并使之二倍化的 细胞工程技术。
1.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是：
A诱导染色体多次分裂 B抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成 C促使染色单体分开，形成染色体 D促使细胞融合
B
3.小孢子细胞途径C发育示意图
3.花粉的脱分化培养方法
液体培养 双层培养 分步培养（花粉自然散落） 条件培养基培养（培养过花药的液体） 看护培养 微室培养
四、
单倍体植株鉴定和染色体加倍
花药和花粉培养的主要目的是制备单倍体，但其再生植 株并不都是单倍体，有单倍体、二倍体、多倍体和非整 倍体，因此，必须对获得的花药和花粉植株进行倍性鉴 定。
1
花粉母细胞减数分裂过程 （单子叶植物）
花粉母细胞 （小孢子母细胞）
花粉母细胞
1
减数分裂
四分体
4
单核 花粉 粒
1花粉母细胞
减数 分裂 4个小孢子
有丝 分裂
4个花粉管细胞核
4个生殖细胞核 有丝分裂
8个精子
孢子体
产生孢子进行无性生殖的世代称为孢子体世代，这 个世代的生物体称为孢子体。
合子 花粉 胚 花粉胚 花粉愈伤 幼小植株（孢子体） 花粉植株（花粉孢子体）
植物的世代交替 胚 (2n) 受精卵 （2n）
Alternation of generation
孢子体 （2n)
无性世代 有性世代
孢子母细胞 （2n)
精子
（n）
卵
（n）
孢子
（n）
孢子
（n）
雌配子 雄配子
明确几个概念
配子体世代（有性世代）、配子体 孢子体世代（无性世代）、孢子体 花粉孢子体 （花粉）孢子体的第一个原始细胞 （花粉）孢子体的第一次有丝分裂
各种植物要求预处理的温度和时间不同。
（三）外植体制备及接种
花药和花粉培养中的表面灭菌通常先用70％乙 醇浸润花蕾30S左右，然后在饱和漂白粉溶液 （上清液）中浸泡10～20min ，或在0.1％氯化 汞溶液中处理5～10分钟，之后用无菌水漂洗 3～5次。
花药材料的选取
关键选取处于合适发育期的花 药，离体培养后才能启动花粉发育。 实践表明，从减数分裂期至双核期 的花药，均有可能诱导离体孤雄发 育。 大多数园艺植物的花药培养， 成功率最高的时期为单核期，或单 核中晚期。
-5
-4
ii、孤雄生殖：eg： 金鱼草、烟草
iii、无融合生殖： 助细胞 反足细胞
单倍体 单倍体
蜜蜂、蚜虫的卵细胞可以 直接发育成新个体 （孤雌生殖）
蜜蜂比较特殊，雌性蜜蜂是受精卵孵化成的，而雄蜂则是未受精卵孵化成的，也就是说需要有雄蜂才 能生出雌蜂，而只有雌蜂本身就能生出雄蜂来。雌蜂则根据喂养的方式分别长成蜂王和工蜂。
秋水仙素加倍方法（禾本科）
用0.02％～0.4％秋水仙素处理花药和花粉单 倍体植株，处理方式和部位随植物种类而异，禾 本科植物的处理应在分蘖期进行，将分蘖节以下 部分浸泡在0.1％左右秋水仙素溶液中2～3天。处 理后用流水冲洗半小时，然后栽入土中，以后从 结实获得的植株中鉴定出加倍材料。
秋水仙素加倍方法（木本）
在水稻中，以单核靠边期的花粉对诱导单倍体 植株较为适宜，在外部形态上可根据叶枕距为 5-15cm，颖片淡黄绿色、雄蕊长度接近颖片长 度的1/2这些条件鉴定。
3. 生理状态的选择
花药和花粉供体植株的生理状态，对花粉 愈伤组织的诱导率也有直接影响。比如大田栽 培还是温室栽培植株的花药；是主茎穗还是分 蘖穗的花药。水稻、小麦、大麦等禾本科植物， 主茎穗比分蘖穗花药愈伤组织的诱导率明显地 提高。
F1(Aa)→单倍体加倍→ 1/2AA+1/2aa 以水稻为例：2n=24 ,则纯合基因的频率如下： 杂交育种 单倍体育种
½2n
1/16777716
½n
1/4096
3. 单倍体产生的途径
(1)自然产生单倍体
(2) 人工诱发产生单倍体
（1）自发形成的单倍体：（频率10 ～10 ）
i、孤雌生殖：未受精卵细胞 单倍体
由于植物种子体积小，携带方便，在选育 新品种方面具有较大的选择空间。已进行搭载 的有粮食作物类：小麦、水稻、大豆、玉米、 绿豆、豌豆、高粱等；蔬菜类：西红柿、辣椒、 黄瓜、甜菜、茄子、萝卜等；经济作物有棉花、 烟草等；花卉有万寿菊、鸡冠花、三色槿、龙 葵、荷花、百合等；中草药材有黄芪、甘草； 树木种子有油松、白皮松及石刁柏，还有草坪 种子。