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。