Transcript 单倍体的诱导与培养
第五章
单倍体的诱导与培养
第一节
概况
一、概念
具有配子体染色体组成的孢子体叫单倍体。
二、单倍体培养的现状
1964 年 Guha 和 Maheshwari首次报道从蔓陀罗的
花药培养中诱导出了单倍体。
目前,已经有苹果、葡萄、柑橘、草莓、荔枝、白
菜、甘蓝、番茄、马铃薯、茄子、水稻、甜瓜、四季海
棠、百合、风信子和矮牵牛等 52 属 160 余种植物诱
导出了单倍体。
花粉和花药培养是获得单倍体的主要方法,这种方
法一旦完善起来,就能获得大量的单倍体供育种学家
应用。
其它方法如远缘杂交、未受精的胚珠或子房培养等
获得单倍体的数量有限。
在单倍体培养研究领域,我国处于世界领先水平。
单倍体培养可以缩短育种年限,尤其对于多年生的园
艺植物而言,意义重大。
第二节
花药培养
(花药培养属器官培养。)
一、影响雄核发育的外植体时期
1、母体植株:要幼龄。
2、花药与花粉粒:花药培养能否获得单倍体,除与培养基
和其它环境因素有关外,主要和花粉与花药的发育时期有
关。
最佳外植体时期:中央期、单核靠边期。
二、雄核发育的三种途径
(一)花粉胚囊(风信子、虎眼万年青、小花霍氏草)
(二)胚状体(烟草)
(三)愈伤组织(禾本科)
过程如下:
1、小孢子经过第一次均等的有丝分裂,形成两个子细胞,它
们同时参与形成单倍体。
2、小孢子经过第一次不等的有丝分裂,形成一个营养细胞,
一个生殖细胞,由生殖细胞分裂形成单倍体。
3、小孢子经过第一次不等的有丝分裂,形成一个营养细胞,
一个生殖细胞,由营养细胞分裂形成单倍体。
4、小孢子经过第一次不等的有丝分裂,形成一个营养细胞,
一个生殖细胞,由营养细胞和生殖细胞分裂共同形成单倍体。
三、培养基
1、基本培养基
与体细胞培养相似。MS、Nitsch、N6培养基。N6对禾谷类
花药培养有效。
2、激素
在基本培养基(只含无机盐、维生素、糖)上就可以进行
雄核发育。
如果需要激素,主要有生长素、细胞分裂素。三十烷醇在
草莓花药培养中,有促进分化的作用。2、4-D对禾本科植
物的雄核发育有利。
四、培养方法、
1、取材 镜检花粉的发育时期,利用花器发育的相关性决
定取材的时期。
2、低温处理
草莓:4℃,2-3天。烟草:7-9 ℃,7-14天。水稻:
7-10 ℃,10-15天。
3、消毒 饱和漂白粉溶液浸泡12-15分钟左右。
0.1%的HgCl2 消毒7-10分钟左右。
4、接种:不要带花丝,花药不要受伤。
5、培养:同一般组织培养的培养条件。3-8周后,就
会形成胚状体或愈伤组织。
第三节 花粉培养
(花粉培养属于细胞培养,没有二倍体细胞如药壁、药隔的
影响)
一、微室培养:
将含有50-80粒花粉的培养基(1000-10000粒/ml)悬浮液滴
在盖玻片上,悬于凹玻片的凹室中,封片培养。
如甘蓝花粉,就用微室培养获得成功,培养基为Nitsch,
蔗糖浓度为10-15%,附加了酵母提取液,20℃下暗培养。
二、看护培养:
在固体培养基上间隔地摆放花药,在花药上覆盖无菌滤纸片,
将花粉悬液滴于滤纸片上培养的方式。
可以光照培养。4周左右可以长出细胞群落。
花粉悬浮液的渗透压一定要是等渗的,否则花粉将破裂。
第四节 单倍体培养的评价与展望
一、获得纯系
亲本(AAbb×aaBB)
↓杂交
↓ ̄ ̄
单倍体植株
加倍
↓
F1(AaBb)
↓自交
F2
花粉植株产生种子
(AABB,Aabb,aaBB,aabb)
↓
↓选择
F3(分离)
纯合二倍体
选择与鉴定
—————→
↓
F5或F6(稳定品系)
↓
品种比较
(示范、试种,推广)
二、用于细胞选择
在物理的或化学的因素的作用下,单倍体细胞特别容易
发生变异,再生植株后,可能产生有益的突变类型。
三、遗传学研究
1、单倍体细胞的所有基因变化及遗传饰变均会立即表现
出来。
2、研究遗传规律,一个简单的性状只需一个世代就可以
分析出来。
3、对于确定染色体组有效
4、摆脱了基因显隐性的影响,研究基因的作用更便利。
四、克服远缘杂交的不亲和性
远缘杂种具有高度的不育性,但可能产生部分可育的花粉,
进行花药或花粉培养获得再生植株,其中可能带有部分父
本或母本的染色体,获得远缘杂种。
五、花粉植株的表现
1、倍性多样化
2、后代的整齐性问题
3、花粉植株的生活力
4、愈伤组织直接加倍形成二倍体
六、展望
1、在自交不良的植物中得到纯系
2、作为在营养期诱变的基础
3、分离具有隐性性状的个体
七、单倍体的二倍化处理
1、0.4%的秋水仙素水溶液处理单倍体小苗,处理
96小时。
2、含秋水仙素的羊毛脂处理单倍体植株的芽。