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1、第六章 植物胚培养,植物组织培养,刘忠德,第六章 植物胚培养,植物胚培养 是指在无菌条件下，对植物的胚及胚器官如子房、胚珠和胚乳进行离体培养的技术。,胚培养的类型和意义,胚培养的方法,常见植物胚的培养,本章内容,1904年Hanning进行萝卜和辣根菜成熟胚培养,(1)了解植物胚培养的类型(2)掌握胚培养的方法和操作步骤(3)了解常见植物胚培养的技术,本章教学目的与要求,第一节 胚培养的类型和意义,一、植物胚培养的类型 胚培养主要包括成熟胚培养、幼胚培养两类。,1.成熟胚培养,成熟胚分离出来，进行培养,玉米成熟胚的培养,霍山石斛的胚,剥离的胚胎培养,受精后的胚珠培养,受精后的子房培养,2.幼胚
2、培养,包括,也可以对未受精的胚珠或子房进行培养，获得单倍体,1.克服远缘杂种的不育性 远缘杂交，在杂种幼胚发生败育之前取出，进行离体培养，获得杂种植株。2.打破种子休眠 在休眠期，取出，离体培养，产生植物。3.提高种子发芽率 植物胚珠发育不完全，发芽率极低，胚培养，提高发芽率,二、胚培养的意义,山楂：自然条件9个月萌发，胚培养48小时萌发。,4.克服珠心胚的干扰 植物具有多胚现象，不定胚使合子胚发育受阻，影响杂交育种效率，合子胚分离培养，提高育种效率。5.诱导胚状体及胚性愈伤组织 利用幼胚等离体培养，产生次生胚状体，和胚性愈伤组织。6.种子生活力测定 木本植物种子，层积处理后，胚离体培养，测定
3、生活力。,魔芋胚状体,柑橘：珠心组织发生多个不定胚。,胚状体与合子胚的比较:,；,胚状体可以制成人工种子，便于运输和保存!,人工种子视频,第二节 胚培养的方法,主要介绍,成熟胚培养方法,幼胚培养方法,子房培养方法,胚珠培养方法,胚乳培养方法,胚的发育,一、成熟胚培养方法,1.成熟胚培养：在无菌的条件下，采用人工的方法将成熟胚分离出来，进行培养，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。,18世纪,胚种植在土壤中,萌发.,1890年营养液研究离体胚培养,1904年Hanning进行萝卜和辣根菜成熟胚培养,2.成熟胚培养的目的,（1）研究种子萌发时胚乳与胚的关系（2）胚乳对幼苗初期生长的营养作用（3
4、）研究成熟胚生长发育过程的形态建成（4）各种生长物质对形态建成的影响（5）打破种子休眠，缩短育种周期,3.成熟胚培养的程序,（1）选果实或种子作为外植体（2）表面消毒（3）无菌条件下切开果实，取出种子（4）胚的剥离（5）培养基培养：MS、White培养基。,4.成熟胚培养条件下,（1）因成熟胚本身含有较多的营养条件，对培养基要求不高（2）只含有大量元素和糖的培养基上，便可萌发成苗（3）多数植物成熟胚的生长以12h/天光照为宜。,牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony,牡丹成熟胚的离体培养,
5、以凤丹白成熟胚为外植体结果表明：（1）打破成熟胚休眠最适宜的预处理是4沙藏。（2）成苗培养时的最佳的培养基是MS6-BA0.2mg/LIBA1.0mg/L。（3）最适宜的生根培养基是MSIAA1.0mg/L。,幼胚培养：在无菌的条件下，将未成熟胚分离出来，进行培养发育，以至形成幼苗的过程。,二、幼胚培养方法：,1933年Tukey进行桃、梨幼胚培养获得成功,取子房常规表面消毒解剖镜下，取胚珠、去珠被、取出完整幼胚。固体培养基培养,1、幼胚培养过程：,植物胚胎发生过程：原胚球形胚心型胚鱼雷胚子叶胚,胚发育视频,球形胚前期,心型胚前期,鱼雷胚,球形胚,胚的发育程度与胚的萌发成活率呈正相关,胚的剥离
6、以受精后35天左右为宜.,心型胚、鱼雷胚较好,（1）培养基A、无机盐：a 幼胚培养有MS、B5等培养基，可使K+、Ca2+水平稍高。,2、影响胚培养的因素,糖的作用：调节渗透压；碳源；防止幼胚早萌。渗透压的保持对于幼胚培养相当重要。最适蔗糖浓度随着胚的发育时期而降低。,B、碳水化合物：,成熟胚一般不需要外源激素即可萌发。但激素能促进休眠胚的萌发。幼胚需要外源激素，应保持外源激素与内源激素的平衡。过低则不能促进生长，过高则易导致幼胚脱分化形成愈伤。,C、植物激素的作用：,银杏幼胚培养中添加银杏胚乳有促进作用（1934）；曼佗罗幼胚培养中发现添加椰子乳能很好的促进幼胚的发育(200-500um的幼
7、胚)（1941）。此外，大麦胚乳、麦芽提取物、酵母提取物、水解酪蛋白等都能促进幼胚的发育。,D、天然提取物及某些蛋白制品,A、温度：多数为25-30，因植物种类有所差别。B、光照：一般认为黑暗或弱光条件较为合适。,（2）环境条件,3、胚柄,A 在幼胚培养中，带有胚柄结构有利于幼胚的生长。B 但一般较难与胚一起分离出来。,4、幼胚的发育方式：,（1）胚性发育:幼胚接种培养基,发育成成熟胚.（2）早熟发育:幼胚接种培养基,不进行胚性发育,萌发成幼苗.（3）产生愈伤组织:幼胚接种培养基,发生细胞增殖,形成愈伤组织.,黄瓜杂种幼胎,黄瓜杂种幼胎培养,黄瓜杂种幼胎培养苗,胚乳培养是指将胚乳从母体上分离出
8、来，在无菌的环境条件下培养，使其生长发育形成幼苗的过程。,三、胚乳培养,胚乳外植体制备:种子消毒-取出胚乳培养:White或MS诱导培养基-25-27-暗或弱光发育:诱导形成愈伤组织-再分化形成胚状体或不定芽-生根培养-植株。,1、胚乳培养过程,胚乳培养过程,胚乳,胚状体发育成苗不定芽苗,愈伤组织,形态发生,2、胚乳培养基与培养条件,培养基,培养条件,3、胚乳再生植株的染色体倍数,稳定型：三倍体畸变型：除少数是三倍体，多数是由多种倍性细胞组成的嵌合体,4、胚乳培养的应用,（1）胚乳培养可得到三倍体植株，产生无籽果实。或加倍形成六倍体植株进行育种。（2）胚乳培养可得到倍性不同的愈伤组织，可分离和
9、筛选各种类型的非整倍体植株。,四、胚珠培养方法,1、胚珠培养定义：是指将胚珠从母体上分离出来，在无菌的人工环境条件下培养，使其生长发育形成幼苗的过程。,倒生胚珠,2、胚珠培养类型：,（1）、受精胚珠的培养,（2）、未受精胚珠的培养,示胚珠的位置,3、胚珠培养的基本过程：,（2）胚珠的发育：A 受精胚珠：一是形成种子；二是形成愈伤组织 B 未受精胚珠：形成单倍体植株。,（1）培养基：White,Nitsch,MS培养基,4、胚珠培养的应用,（1）受精胚珠培养目的：一是打破种子的休眠；二是挽救胚的发育，以获得杂交种。（2）未受精胚珠培养目的：获得单倍体植株。,五、子房培养,1、定义：子房培养是指将
10、子房从母体上分离出来，在无菌的人工环境条件下培养，使其生长发育形成幼苗的过程。,2、子房培养的培养过程,（1）、制备外植体：在开花前后适宜时期取子房或幼花，消毒（2）、子房培养：固体或液体培养均可,（3）培养基:N6,MS培养基,单核胚囊 3个反足细胞（合点端N）8核胚囊 1个中央细胞（中央2X1N）(7细胞胚囊)2个助细胞（珠孔端N）1个卵细胞（珠孔端N）,三次有丝分裂,胚囊发育过程：,性细胞（卵细胞、助细胞、极核、反足细胞）-胚状体或愈伤组织-单倍体植株；体细胞（珠被、子房壁）-胚状体或愈伤组织-二倍体植株；,3、子房培养的发育：,4、子房培养的应用,A、授粉子房培养目的：挽救杂种胚B、未
11、授粉子房培养目的：获得单倍体植株。,第三节 常见植物胚培养技术,玉米,红豆杉,番茄,苹果,1、成熟胚培养过程-以玉米成熟胚培养为例,(1)玉米种子消毒(2)在黑暗条件下，将种子放在无菌湿润的含滤纸的培养皿中培育6hr。(3)将吸涨的种子在无菌培养皿内将胚分离出来(4)无菌水冲洗3次(5)在MS培养基中暗培养。(6)观察：2d出现胚根，3-4 d出现胚芽，10d长成幼苗。,玉米成熟胚的培养,2、红豆杉成熟胚培养,红豆杉成熟胚培养,（1）南方红豆杉Taxus chinensis var.mairei成熟胚为外植体,红豆杉成熟胚培养,（2）木本植物培养基（WPM）为胚培养的最适基本培养基。,（3）细
12、胞激动素（KT）0.1mgL-1和玉米素（ZT）1.0mgL-1最有效于不定芽的诱导,不定芽为丛生芽。,（4）芽长成嫩枝后的转移到含或和的培养基上分化出根，形成再生小植株,红豆杉成熟胚培养,（5）再生植株的移栽容易成活。,3、番茄的胚培养,(1)、外植体制备：授粉后30-40d收获果皮完整的果实，果实放入95%乙醇中表面消毒，浸在5%NaCI中5min，用无菌蒸馏水充分淋洗。果实放在无菌吸水纸上，除去种子上的胶状复被。(2)、培养基：启动：MS+硫胺素0.3mg/L+2,4-D2mg/L+椰乳100ml/L，pH6.0；继代：MS+2,4-D2mg/L；分化：MS+BA1.5mg/L；生根：M
13、S+NAA2mg/L。(3)、培养条件：愈伤组织启动和继代，用暗培养，27。芽再生和生根在室温20-30.16h/d 的光照，2000lx。,4、苹果胚培养,(1)、取材消毒：取授粉3050d内的幼果，用70%酒精擦拭。取出种子，剥出幼胚或成熟胚。(2)、启动培养：接种在BA0.25+IAA0.5的1/2MS培养基上。培养条件为2530和15002000lx光照14h。(3)、分化增殖：移植到加有BA0.51.0和CH300的1/2MS培养基上，在光下培养条件同上。(4)、生根培养：同茎尖培养。,(1)胚培养类型：成熟胚和幼胚培养。(2)胚胎培养的意义。(3)胚胎培养包括：成熟胚培养、幼胚培养、胚珠培养、子房培养和胚乳培养等。(4)未成熟胚培养，三种不同的生长方式，胚性发育；早熟萌发；形成愈伤组织。(5)胚培养的作用。(6)常见植物胚培养技术。,本章小结：,谢谢!,
