高二下冊(cè)生物月季的花藥培養(yǎng)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
高二下冊(cè)生物月季的花藥培養(yǎng)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
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高二下冊(cè)生物月季的花藥培養(yǎng)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
要點(diǎn)1 植物的花藥培養(yǎng)的育種意義
育種工作者采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株，再經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。這樣的植株不僅能夠正常生殖，而且每對(duì)染色體上的成對(duì)的基因都是純合的，自交產(chǎn)生的后代不會(huì)產(chǎn)生性狀分離。單倍體育種不僅縮短了育種周期，也為新品種的培育開(kāi)辟了新途徑。
要點(diǎn)2 被子植物的花粉發(fā)育
(1)被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分?；ㄋ帪槟覡罱Y(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有許多花粉。花粉是由花粉母細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂而形成的。
(2)被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段。
?、僭谒姆煮w時(shí)期，4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起。
②進(jìn)入單核期時(shí)，四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離，形成4個(gè)具有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含濃厚的原生質(zhì)，核位于細(xì)胞的中央(單核居中期)。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(單核靠邊期)。
?、圻M(jìn)入雙核期時(shí)，靠近細(xì)胞一側(cè)的細(xì)胞核，分裂成1 個(gè)生殖細(xì)胞核和1個(gè)花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，一個(gè)是生殖細(xì)胞。生殖細(xì)胞將再分裂一次，形成兩個(gè)精子。
要點(diǎn)3 產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑
通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株(即單倍體植株)一般有兩種途徑：
一種是花粉通過(guò)胚狀體階段分化發(fā)育成為植株;另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成愈傷組織，將其誘導(dǎo)再分化成植株。
這兩種途徑之間并沒(méi)有絕對(duì)的界限，主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比。
要點(diǎn)4 影響花藥培養(yǎng)的因素
(1)不同植物的誘導(dǎo)成功率很不相同。
(2)就同一植物來(lái)說(shuō)，親本植株的生理狀況對(duì)誘導(dǎo)成功率也有直接影響。
(3)花期早期時(shí)的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株。選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素。
花粉發(fā)育的過(guò)程中，只有某一個(gè)時(shí)期對(duì)離體刺激敏感。一般來(lái)說(shuō)，在單核期，細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期，花藥培養(yǎng)成功率最高。為了挑選到單核期的花藥，通常選擇完全未開(kāi)放的花蕾。
(4)親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響。
要點(diǎn)5 實(shí)驗(yàn)操作
(1)材料的選取
要通過(guò)鏡檢來(lái)確定花藥中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。
確定花粉發(fā)育時(shí)期的最常用方法有醋酸洋紅法和焙花青鉻礬法，焙花青鉻礬法能將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色。
(2)材料的消毒
先將花蕾用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸泡大約30s→在無(wú)菌水中清洗→無(wú)菌吸水紙吸干花蕾表面的水分→質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中2～4min→無(wú)菌水沖洗3～5次。
(3)接種和培養(yǎng)
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滅菌后的花蕾，要在無(wú)菌條件下除去萼片和花瓣，并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。
?、诓僮髯⒁馐马?xiàng)
在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，因?yàn)榛ㄋ幨軗p后接種，容易從受傷部位產(chǎn)生愈傷組織;還要徹底去除花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。
?、叟囵B(yǎng)條件
培養(yǎng)溫度控制在25℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。
?、芘囵B(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)結(jié)果以及處理措施
一般經(jīng)過(guò)20～30天培養(yǎng)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)花藥開(kāi)裂，長(zhǎng)出愈傷組織或釋放出胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上，以便進(jìn)一步分化出再生植株。如果花藥開(kāi)裂釋放出胚狀體，則一個(gè)花藥內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量幼小植株，必須在花藥開(kāi)裂后盡快將幼小植株分開(kāi)，分別移植到新的培養(yǎng)基上，否則這些植株將很難分開(kāi)。
⑤鑒定和篩選
在花藥培養(yǎng)中，特別是通過(guò)愈傷組織形成的花粉植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化。因此還需要對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株作進(jìn)一步的鑒定和篩選。
要點(diǎn)6 疑難解答
(1)為什么花瓣松動(dòng)會(huì)給材料的消毒帶來(lái)困難?
花瓣松動(dòng)后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來(lái)困難。
(2)植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)有何區(qū)別?
植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。
兩者的不同之處在于：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾;花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基;花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。
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