花药及花粉培养

一、 概念及意义
1．概念

花药培养其外植体是植物雄性生殖器官的一部分，就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴。

花粉培养的精确定义是：将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离出来，再加以离体培养。有时花粉培养也称为小孢子培养(microspore culture)。从培养方法和技术方面来讲，它属于 细胞培

养 的范畴。

2．单倍体植物的特点

所谓单倍体(haploid)是指具有配子体染色体数的孢子体(植物个体)。

diploid 植物其haploid即为monoploid

玉米 2n = 2x = 20 n = x = 10

水稻 2n = 2x = 24 n = x = 12

柑橘 2n = 2x = 18 n = x = 9

tetraploid植物其haploid为dihaploid

马铃薯 2n = 4x = 48 n = 2x = 24

陆地棉 2n = 4x = 52 n = 2x = 26

hexaploid植物其haploid为triploid

普通小麦2n = 6x = 42 n = 3x = 21

octoploid植物其haploid为tetraploid

草莓 2n = 8x = 56 n = 4x = 28

单倍体植物与它们的二倍体相比较，有三个明显的特点：

· 体细胞染色体数减半；

· 生长发育弱，体形小、各器官明显减小；

· 雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代。

3．单倍体的应用潜力

· 迅速获得纯合型材料，缩短育种年限

· 获得育种中间材料

· 与诱变育种相结合可以提高诱变频率

· 与细胞融合相结合，使这一育种途径更具有实际应用意义

· 作为遗传工程受体更为有效

· 用作基础遗传研究的各个领域

·Utilization of haploid cell line

二、花药培养

首先报道通过花药培养获得单倍体植株成功的是印度学者Guha和Maheshwari (1964, 1966)。目前已有250多种植物花药培养成功。

目前，花药培养获得单倍体的技术途径已在禾本科作物、茄科作物、十字花科作物的育种中广泛应用。

花药培养的基本程序是：

外植体选择－外植体(花蕾)预处理—外植体消毒—剥取花药—接种—诱导培养—分化培养

1．外植体的选择：供试材料的遗传背景

供试材料的生理状态

花粉的发育时期

四分体 — 小孢子 — 单核花粉 — 双核花粉 最适期选择

2、花药预处理

大量试验结果表明，花药培养前给予一定的低温处理是十分必要的。

·烟草、茄子 3～5℃ 72小时

·水稻 10℃ 10～14天

·柑橘 3℃ 5～10天

·马铃薯 4℃ 48小时

低温处理的作用：

·可以激发花粉母细胞产生两个相等核，二不是一个营养核一个生殖核；

· 保持高比例的强生活力花粉，同时延缓体细胞组织的衰老；

· 激发花粉产生原胚；

· 促使细胞同步分裂。