1、第四章第四章植物胚胎培養及離體授粉植物胚胎培養及離體授粉 本章內容提要：本章內容提要： 一、胚胎培養的概念、內容一、胚胎培養的概念、內容與意義與意義 二、胚胎培養的方法二、胚胎培養的方法 三、胚乳培養的意義與方法三、胚乳培養的意義與方法 四、植物的離體受精四、植物的離體受精一、胚胎培養一、胚胎培養 什么是胚胎？ 植物在受精后，受精卵形成合子，隨即進行第一次分裂，進而形成分生組織和幼胚，再發育成成熟胚。 什么是胚胎培養？ 是指對植物的胚、子房、胚珠和胚乳進行離體培養，使其發育成完整植株的技術。 胚胎培養的意義胚胎培養的意義 1、通過離體授粉試管受精可克服、通過離體授粉試管受精可克服種屬間受精障礙

2、種屬間受精障礙 2、打破種子休眠、打破種子休眠 3、縮短育種周期、縮短育種周期 4、克服種子活力低下和自然不育等。、克服種子活力低下和自然不育等。 5、用于研究胚胎發育的生理生化變化，、用于研究胚胎發育的生理生化變化，以及影響胚發育的因素以及影響胚發育的因素植物不育機理植物不育機理1、自然隔離拒絕變異種受精拒絕自花受精2、植物受精不育障礙的幾中形式花粉在柱頭上不萌發花粉管萌發，但胚敗育無同源染色體染色體，不能配對打破種子休眠打破種子休眠種子休眠的幾種原因種子休眠的幾種原因1、種胚發育不全、種胚發育不全2、有抑制物質的存在、有抑制物質的存在3、種皮柔韌堅硬、種皮柔韌堅硬4、還未完成后熟、還未完成

3、后熟 應用應用 縮短育種周期縮短育種周期 如：柑橘如：柑橘 克服種子生活力低下，使萌發率提高克服種子生活力低下，使萌發率提高 克服種子自然不育克服種子自然不育胚胎培養的內容與概念胚胎培養的內容與概念 胚胎培養的類型胚胎培養的類型 1、成熟胚培養、成熟胚培養 2、幼胚胎培養、幼胚胎培養 胚珠培養胚珠培養 1、未受精的胚胎培養、未受精的胚胎培養 2、受精后的胚胎的培養、受精后的胚胎的培養 3、胚乳培養、胚乳培養 4、試管受精、試管受精雌蕊的主要部分雌蕊的主要部分是子房，子房的是子房，子房的胚珠中產生胚囊，胚珠中產生胚囊，并在成熟胚囊中并在成熟胚囊中產生卵細胞，胚產生卵細胞，胚珠是子房中的重珠是子房

4、中的重要結構。要結構。胚發育和種子結構胚發育和種子結構合子發育成胚合子發育成胚珠被發育成種皮珠被發育成種皮受精極核發育成胚乳受精極核發育成胚乳離體幼胚的培養方法離體幼胚的培養方法 1、材料的選擇與滅菌、材料的選擇與滅菌 不同植物根據目的的不同，選材會有所不不同植物根據目的的不同，選材會有所不同，如：胚發育時期，取材時間同，如：胚發育時期，取材時間 胚胎滅菌方法。胚胎滅菌方法。 2、分離與培養、分離與培養 幼胚培養的操作方法與成熟胚培養方法基本相同，幼胚培養的操作方法與成熟胚培養方法基本相同，值得注意的是切取幼胚必須在高倍解剖鏡下進行，值得注意的是切取幼胚必須在高倍解剖鏡下進行，操作時要特別細心

5、，盡量取出完整的胚。操作時要特別細心，盡量取出完整的胚。 3、三種明顯不同的生長方式、三種明顯不同的生長方式 一是，繼續進行正常的胚胎發育，維持一是，繼續進行正常的胚胎發育，維持“胚性生胚性生長長”； 二是，在培養后迅速萌發成幼苗，而不繼續進行二是，在培養后迅速萌發成幼苗，而不繼續進行胚性生長，通常稱為胚性生長，通常稱為“早熟萌發早熟萌發”； 三是，多數情況下，胚在培養基中能發生細胞增三是，多數情況下，胚在培養基中能發生細胞增殖形成愈傷組織，并由此再分化形成多個胚狀體殖形成愈傷組織，并由此再分化形成多個胚狀體或芽原基。或芽原基。 幼胚培養的發育過程幼胚培養的發育過程 1異養期異養期 以薺菜為例

6、：胚為球型以前為幼胚以薺菜為例：胚為球型以前為幼胚 。 2自養期自養期 當發育到心型期才轉入自養。當發育到心型期才轉入自養。 幼胚培養的關鍵：幼胚培養的關鍵： 提供幼胚所必需的營養和環境條件。提供幼胚所必需的營養和環境條件。 影響培養的條件：影響培養的條件： (1) 培養基培養基 (2) 生長調節物質生長調節物質 (3) 天然提取物的作用天然提取物的作用 (4) 溫光條件以光暗交替培養較為有利）溫光條件以光暗交替培養較為有利） (5) 其他，如有較高的蔗糖濃度，高滲透其他，如有較高的蔗糖濃度，高滲透 壓，較高濃度的氨基酸及無機鹽。壓，較高濃度的氨基酸及無機鹽。 (6) 培養基培養基pH胚齡與胚

7、性發育的關系胚齡與胚性發育的關系 1、培養已經分化的成熟胚；、培養已經分化的成熟胚； 2、培養未分化的幼胚；、培養未分化的幼胚； 3、早期胚球培養。、早期胚球培養。胚乳：胚乳：X3n2 n 極核極核1n精子是營養組織，精子是營養組織，影響胚的發育。影響胚的發育。有些植物種子無胚乳存在有些植物種子無胚乳存在豆科和葫蘆科）；豆科和葫蘆科）；有些植物種子中有胚乳在存有些植物種子中有胚乳在存在，貯存大量營養物質禾在，貯存大量營養物質禾谷類，椰子，咖啡）谷類，椰子，咖啡）1、定義：將胚乳從母體上、定義：將胚乳從母體上分離出來，放在無菌的人分離出來，放在無菌的人工環境條件下，讓其進一工環境條件下，讓其進一

8、步生長發育，以至形成幼步生長發育，以至形成幼苗的過程。苗的過程。二、胚乳培養二、胚乳培養 2、胚乳離體培養的意義、胚乳離體培養的意義 胚乳是由兩個單倍的極核和一個單倍的精胚乳是由兩個單倍的極核和一個單倍的精子結合而成的子結合而成的3倍體組織。倍體組織。 由它可獲得無子結實的由它可獲得無子結實的3倍體植株，進而可倍體植株，進而可將它加倍成將它加倍成6倍體植株。倍體植株。 3、胚乳離體培養的研究進展、胚乳離體培養的研究進展 （1僅能形成愈傷組織；僅能形成愈傷組織； （2達到器官水平達到器官水平 ； （3能形成完整植株。能形成完整植株。4、胚乳培養的方法與技術關鍵、胚乳培養的方法與技術關鍵 胚乳培養

9、的方法胚乳培養的方法 1胚乳外植體的置備胚乳外植體的置備 2胚乳愈傷組織誘導與形態建成胚乳愈傷組織誘導與形態建成 3三倍體后代的特征三倍體后代的特征 a、形態特征；、形態特征；b、再生植株的倍性。、再生植株的倍性。 關鍵技術關鍵技術 1胚乳發育時期的影響胚乳發育時期的影響 2胚性因子的作用胚性因子的作用 3培養基培養基pH對胚乳組織培養的影響對胚乳組織培養的影響5、胚乳培養過程、胚乳培養過程胚乳胚乳胚狀體發育成苗胚狀體發育成苗不定芽苗不定芽苗柚，柑桔和棗柚，柑桔和棗大麥大麥, , 水稻水稻, , 玉米玉米, , 蘋果蘋果, , 馬鈴薯馬鈴薯愈傷組織愈傷組織形態發生形態發生 胚珠培養：是將授粉的

10、子房在無菌的條件下解剖后，胚珠培養：是將授粉的子房在無菌的條件下解剖后， 取出胚珠置于培養基培養的過程。取出胚珠置于培養基培養的過程。 有時也把胚珠連同胎座一起取下來培養。有時也把胚珠連同胎座一起取下來培養。 優點：可以解決像蘭科植物成熟胚較小不易培養的優點：可以解決像蘭科植物成熟胚較小不易培養的問題；在未受精的胚珠培養中，可誘發大孢子發育問題；在未受精的胚珠培養中，可誘發大孢子發育成單倍體，用于單倍體育種。成單倍體，用于單倍體育種。三、植物胚珠和子房培養三、植物胚珠和子房培養1、作用、作用a. 促進原胚繼續生長，使雜種幼胚發育成促進原胚繼續生長，使雜種幼胚發育成熟；熟；成功例子：四季桔、柑、

11、鳳仙花、洋蔥成功例子：四季桔、柑、鳳仙花、洋蔥成功的植物：西葫蘆、萵苣、百合等成功的植物：西葫蘆、萵苣、百合等b. 未授粉胚珠和子房，誘導孤雌生殖，產生未授粉胚珠和子房，誘導孤雌生殖，產生雌性單倍體雌性單倍體2 2、外植體消毒和接種、外植體消毒和接種3 3、培養基及培養條件、培養基及培養條件4 4、離體培養胚胎的發育、離體培養胚胎的發育 胚珠或授粉子房培養，合子胚可以更好地發育成胚珠或授粉子房培養，合子胚可以更好地發育成植株。但如果條件不適，也容易從幼胚或珠心組織植株。但如果條件不適，也容易從幼胚或珠心組織產生愈傷組織。產生愈傷組織。 蕓香科易產生珠心胚。培養胚珠，獲得大量珠心蕓香科易產生珠心

12、胚。培養胚珠，獲得大量珠心胚，用以品種復壯、快速繁殖和獲得無病毒苗。同胚，用以品種復壯、快速繁殖和獲得無病毒苗。同時，通過珠心組織培養，產生胚性愈傷組織，建立時，通過珠心組織培養，產生胚性愈傷組織，建立胚性組織培養實驗體系。胚性組織培養實驗體系。 取授粉4-8d后的幼果，常規消毒后，在無菌條件下切開果實，取出種子，小心分離出胚乳。接種在培養基上，可用MS、White等，加入2，4-D或NAA05-20mg/L，BAO1-1OmgL。 應用舉例 見課本7677頁四、植物的離體受精四、植物的離體受精 離體受精的概念和意義離體受精的概念和意義 離體受精的方法離體受精的方法 見書見書79_83頁頁離體受精成功的技術離體受精成功的技術 離體胚珠的成活率與受精力離體胚珠的成活率與受精力 花粉萌發和花粉管的生長速度花粉萌發和花粉管的生長速度 花粉的滅菌花粉的滅菌 鑒別受精的標記性狀鑒別受精的標記性