植物胚胎培養(yǎng)及離體授粉

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1、第六章植物胚胎培養(yǎng)及離體授粉2006-4-17植物胚胎培養(yǎng)（EmbryoCulture）概念:指對植物的胚、子房、胚珠和胚乳進行離體培養(yǎng)，使其發(fā)育成完整植物的技術。包括胚培養(yǎng)（成熟胚培養(yǎng)、幼胚培養(yǎng)）、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、試管受精等類型。1904年Hanning最早成功培養(yǎng)蘿卜和辣根的胚。第一節(jié)植物胚培養(yǎng)一、胚培養(yǎng)的類型：分為成熟胚培養(yǎng)和幼胚培養(yǎng)兩種。1、成熟胚培養(yǎng)成熟胚為子葉期以后的胚，其在簡單的培養(yǎng)基上即可萌發(fā)生長。對營養(yǎng)條件要求不嚴格。主要用來繁殖不易萌發(fā)植物，或研究胚和胚乳及子葉的關系等。臺灣

2、紅豆杉成熟胚培養(yǎng)牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖Matureembryocultureandrapidpropagationoftreepeony2、幼胚培養(yǎng)對發(fā)育早期的胚進行培養(yǎng)。培養(yǎng)技術和條件要求較高。以兩種方式生長：繼續(xù)進行胚性生長；早熟萌發(fā)。二、胚培養(yǎng)的應用1、克服遠緣雜交不親和性如利用“胚胎拯救（Embryorescue）”技術獲得遠緣雜種。2、打破種子休眠，縮短育種周期3、提高種子萌發(fā)率特別是對于一些長期營養(yǎng)繁殖的植物種子。三、幼胚培養(yǎng)方法1、材料的選擇與滅菌確定授粉后天數(shù)與胚胎發(fā)育的相應關系，對于

3、遠緣雜種胚，要在其夭折前培養(yǎng)。2、幼胚的分離及培養(yǎng)分離：先取出胚珠，剝離珠被，取出完整的幼胚，后培養(yǎng)。培養(yǎng)：胚離體培養(yǎng)發(fā)育時期分為異養(yǎng)期和自養(yǎng)期。在心形期轉(zhuǎn)入自養(yǎng)生長。對于難培養(yǎng)的幼胚，可利用胚乳看護培養(yǎng)。植物胚胎發(fā)生過程：原胚－球形胚－心型胚－魚雷胚－子葉胚球形胚前期心型胚前期魚雷胚球形胚黃瓜遠緣雜種幼胎培養(yǎng)四、影響胚培養(yǎng)的因素（一）培養(yǎng)基1、無機鹽：成熟胚培養(yǎng)基相對簡單，如White。幼胚培養(yǎng)有MS、B5等，可使K+、Ca2+水平稍高。2、碳水化合物：糖的作用：調(diào)節(jié)滲透壓；碳源；防止幼胚早萌。滲透壓的保持

4、對于幼胚培養(yǎng)相當重要。最適蔗糖濃度隨著胚的發(fā)育時期而降低。胚發(fā)育早期要求較高的的滲透壓，而隨著胚的發(fā)育逐漸降低。3、植物激素的作用：成熟胚一般不需要外源激素即可萌發(fā)。但激素能促進休眠胚的萌發(fā)。幼胚需要外源激素，應保持外源激素與內(nèi)源激素的平衡。過低則不能促進生長，過高則易導致幼胚脫分化形成愈傷。4、天然提取物及某些蛋白制品；銀杏幼胚培養(yǎng)中添加銀杏胚乳有促進作用（1934）；曼佗羅幼胚培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)添加椰子乳能很好的促進幼胚的發(fā)育(200-500um的幼胚)（1941）。此外，大麥胚乳、麥芽提取物、酵母提取物、水解酪

5、蛋白等都能促進幼胚的發(fā)育。（二）環(huán)境條件1、溫度：多數(shù)為25-30℃，因植物種類有所差別。2、光照：一般認為黑暗或弱光條件較為合適。（三）胚柄在幼胚培養(yǎng)中，帶有胚柄結(jié)構(gòu)有利于幼胚的生長。但一般較難與胚一起分離出來。第二節(jié)植物胚乳培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)（Endospermculture）：是指將胚乳組織從母體上分離出來，通過離體培養(yǎng)，使其發(fā)育成完整植株的技術。胚乳在被子植物中是雙受精的產(chǎn)物，由極核和雄配子結(jié)合成的三倍體組織。而裸子植物胚乳在受精前形成，為單倍體。僅40多種植物進行胚乳培養(yǎng)研究，20種獲得再生植株，如獼猴桃

6、等。多存在混倍現(xiàn)象。胚乳培養(yǎng)的應用：獲得三倍體植株，用于育種利用。三倍體植株具有營養(yǎng)體大，無籽等特點。如無籽西瓜。胚乳培養(yǎng)也會產(chǎn)生較多的混倍體，影響育種利用。但可用于染色體工程研究。一、胚珠培養(yǎng):概念：在人工控制的條件下，對胚珠進行離體培養(yǎng)使其生長發(fā)育形成幼苗的技術。1942首次在蘭花中嘗試成功，縮短了從授粉到種子成熟的時間。1980年成功培養(yǎng)了未授粉的非洲菊、煙草的胚珠，獲得了單倍體植株。第三節(jié)植物胚珠和子房培養(yǎng)由于幼胚分離難度大，而胚珠分離則相對容易，在幼胚培養(yǎng)時常采用胚珠培養(yǎng)。分為兩種類型：受精胚珠培養(yǎng)

7、未受精胚珠培養(yǎng)植物花的結(jié)構(gòu)圖示植物胚珠結(jié)構(gòu)圖示（一）胚珠培養(yǎng)的意義:防止雜種胚早期敗育，獲得雜種植株；受精前胚珠培養(yǎng)，可作為試管受精的基礎；未受精胚珠培養(yǎng)，能培養(yǎng)獲得單倍體植株，用于單倍體育種。（二）胚珠培養(yǎng)方法:1、材料的選擇和滅菌：未授粉胚珠：開花前1-6天，授粉胚珠：授粉后1-120天不等，較晚時期有利于胚的發(fā)育。滅菌：先對子房或外表組織消毒滅菌后，后取出胚珠培養(yǎng)。2、培養(yǎng)基的影響：植物激素：細胞分裂素對授粉胚珠發(fā)育常有促進作用。有機物：添加有機附加物可以促進授粉胚珠的發(fā)育。蔗糖濃度：3-12%，通常5

8、%，高濃度利于孤雌生殖。3、胎座和子房對胚珠培養(yǎng)的影響：帶有胎座或子房組織的胚珠相對較易培養(yǎng)。4、胚發(fā)育時期的影響：一般來說，合子或早期原胚期的胚珠較難剖取和培養(yǎng)，對培養(yǎng)基的成分要求也較嚴格。二、子房培養(yǎng):包括授粉子房和未授粉子房培養(yǎng)。1949年和1951年最早在黃瓜、番茄、菜豆、草莓、煙草等植物上獲得成功。授粉子房培養(yǎng)形成成熟果實和種子；未授粉子房培養(yǎng)形成小的無籽果實。（一）子房培養(yǎng)的意義:獲得雜