植物胚胎培养与离体受精
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胚胎培养一、胚胎培养的概念1.胚胎:植物在受精后,受精卵形成合子,随即进行第一次分裂,进而形成分生组织和幼胚,再发育成成熟胚。
2.胚胎培养:胚胎培养是植物组织培养的一个主要领域。
植物胚胎培养是指对植物的胚(种胚)及胚器官(如子房,胚珠)进行人工离体无菌培养,使其发育成幼苗的技术。
二、胚胎培养的种类以及方法1.胚培养⑴幼胚培养①定义:将子叶期以前的具胚结构的幼小胚从母体上分离出来,放在无菌的人工环境条件下使其进一步生长发育形成幼苗的技术。
②特点:幼胚培养完全是异养的,离体条件下培养要求培养基成分复杂,培养不易成功。
附:以下几种发育方式:a、胚性发育,此种方式不能萌发成苗b、早熟萌发,长成的苗十分瘦弱c、产生愈伤组织,再由愈伤组织分化形成胚或不定芽⑵成熟胚培养①特点:成熟胚培养是自养的,培养基需要简单。
②主要目的:a、研究胚发育过程的形态建成b、生长调节物质的作用c、胚与胚乳相互关系和营养要求③培养方法:将受精后成熟或未成熟种子或果实,用70%-75%酒精表面消毒几分钟;用0.1%升汞溶液或饱和漂白粉溶液消毒10min,无菌水反复冲洗;无菌操作台上,直接或在解剖镜下剥取胚接种在培养基上。
2、胚乳培养⑴定义:指将胚乳组织从母体上分离出来,通过离体培养,使其发育成完整植株的技术。
⑵胚乳是由两个单倍的极核和一个单倍的精子结合而成的3倍体组织。
由它可获得无子结实的3倍体植株,进而可将它加倍成6倍体植株。
不同胚乳发育类型及发育时期直接影响外植体取材时期以及胚乳细胞产生愈伤组织频率。
胚乳培养的后代,常发生细胞染色体数目变化,形成多倍体、非整倍体等。
⑶培养的方法:取授粉4-8d后的幼果,常规消毒;无菌条件下切开果实,取出种子,分离出胚乳;接种在培养基上(MS、White等培养基,附加2,4-D或NAA 0.5~2.0,BA0.1~1.0。
),在25-270C和黑暗条件或散光下培养想成愈伤组织;转到分化培养基(MS培养基附加0.5~3.0 mg/l的BA及少量的NAA。
组织培养的分类
植物组织培养概念(广义)又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织。
器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
植物组织培养概念(狭义)指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
按外植体分,植物组织培养可分以下几类:
1.胚胎培养植物的胚胎培养,包括胚培养、胚乳培养、胚珠和子房培养,以及离体受精的胚胎培养技术等。
2.器官和组织培养器官培养是指植物某一器官的全部或部分或器官原基的培养,包括茎段、茎尖、块茎、球茎、叶片、花序、花瓣、子房、花药、花托、果实、种子等。
组织培养有广义和狭义之分。
广义:包括各种类型外植体的培养。
狭义:包括形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织,以及其培养产生的愈伤组织。
3.细胞培养细胞培养包括利用生物反应器进行的,旨在促进细胞生长和生物合成的大量培养系统和利用单细胞克隆技术促进细胞生长、分化直至形成完整植株的单细胞培养。
4.原生质体培养植物原生质体是被去掉细胞壁的由质膜包裹的、具有生活力的裸细胞。
植物细胞全能性:植物体的每个细胞都携带有该物种的全部遗传信息,因而只要在适当的条件下,植物一切生活细胞都具有分化为一个完整植株的潜在能力,这就是细胞的全能性。
这是细胞工程的理论基础。
细胞分化:个体细胞发育过程中,后代细胞在形态、结构和生理功能上发生差异的过程。
脱分化:原已分化的细胞,失去原有的形态和机能,又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织,这个过程称为脱分化。
再分化:由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程,称为再分化愈伤组织:外植体在离体条件下,细胞经脱分化等一系列过程,转变为一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团,称为愈伤组织。
愈伤组织细胞大而不规则,高度液泡化、没有次生细胞壁和胞间连丝。
继代培养:对来自于外植体所增殖的培养物通过更新新鲜培养基及不断切割或分离,进行连续多代的培养.外植体:植物组织培养中用来进行离体无菌培养的材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体。
器官发生:指离体培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官过程。
体细胞胚:由外植体可直接形成胚状体,外植体也可以经脱分化先形成愈伤组织,再由愈伤组织形成胚状体。
胚状体是由体细胞发育而来人工种子:通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚或珠芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里,制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒就称为人工种子。
繁殖系数:也叫增殖系(倍)数或增殖率,是指繁殖材料在一个培养周期内增殖的倍数。
污染:指在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌,导致培养失败的现象。
褐变:指在组织培养中,由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质,并向培养基中扩散,抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。
玻璃化:指组织培养过程中的特有的一种生理失调或生理病变,试管苗呈半透明状外观形态异常的现象。
悬浮培养:将游离的单细胞或小的细胞团,按照一定的细胞密度,悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
植物胚胎培养的类型及应用
植物胚胎培养是一种利用植物单倍体及细胞特性进行无性繁殖的技术,利用培养基,通过植物单倍体的发芽,新体系的形成,及子代的生长发育
的过程,从而获得植物的活细胞和生物体。
植物胚胎培养有多种类型,主
要包括:单胚培养、双胚培养、植株培养、根系培养、离体培养等。
单胚培养是从植物胚胎中取出单一的胚,再在培养基中培养,进行无
性繁殖。
由于胚容易发芽,可以获得大量优良材料,因此被广泛应用于植
物新品种的繁殖。
双胚培养是从双倍体植物中取出2个胚,然后在培养基上培养,以获
得一定的杂种后代。
此方法适用于品种的建立,新基因的检测和育种研究。
植株培养是将植物全株放置在特定的培养基中,在给定的环境条件下
培养,其根、茎、叶及果实等组织都得以生长发育,形成植株,具有多种
特性。
这种培养方式主要用于检测植物耐病性、耐药性、耐抗性等的研究。
根系培养是将植物的根系摘取下来,置于特殊培养基中培养,以便取
得多型系统,加快繁殖效率。
根系培养主要用于种类的品种改良,抗病育
种等工作。
植物繁殖生物学的有性与无性繁殖过程植物繁殖生物学研究植物如何进行繁殖,其中包括有性繁殖和无性繁殖两种过程。
有性繁殖是指植物通过生殖细胞的结合来产生新个体,而无性繁殖则是指植物通过无性手段产生新个体。
本文将分别介绍植物繁殖生物学的有性与无性繁殖过程。
一、有性繁殖过程有性繁殖是植物碧绿世界中常见的繁殖方式,它通过配子的结合来产生新个体。
一般来说,有性繁殖包括了以下几个过程:花粉传递、传粉、受精、胚胎发育和种子形成。
1. 花粉传递:植物的有性繁殖过程通常从花朵开始。
花朵中包含着花粉,它是雄性生殖细胞。
花粉可以从雄蕊上的花药中释放出来。
2. 传粉:花粉需要被传递到雌蕊上的柱头才能进行受精。
这一过程可以通过风媒、昆虫媒、鸟媒等多种方式进行。
不同植物有着不同的传粉方式。
3. 受精:一旦花粉传递到了柱头上,花粉管开始生长,借助花粉管,花粉颗粒中的精子可以到达卵细胞所处的位置,完成受精过程。
4. 胚胎发育:受精后,卵细胞受精形成受精卵,之后受精卵发育并最终形成胚胎。
在此过程中,受精卵经过不断细胞分裂,产生多细胞的胚胎。
5. 种子形成:胚胎形成后,周围的细胞会进一步发育,形成种子。
种子包含了未来植物的胚胎、营养物质和保护外壳,是新个体的孵化和生长的关键。
二、无性繁殖过程除了有性繁殖,植物还有无性繁殖的方式。
无性繁殖通常是植物通过无性手段产生新个体,这些新个体与亲代植物基因相同,而不是通过受精形成的。
无性繁殖的过程有多种不同的方式,包括切割、分株、出芽、离体培养等等。
1. 切割:切割是一种将植物的一部分分离出来,使其成为一个独立的个体的方法。
常见的有茎切割、叶片切割等。
在合适的条件下,被分离出来的部分可以重新生长并形成新个体。
2. 分株:某些多肉植物会在生长过程中形成侧芽,这些侧芽可以从母体植物上分离出来,成为一个独立的个体。
这个过程称为分株。
3. 出芽:植物的某些部分(如根茎和花蕾)可以通过出芽的方式进行繁殖。
在出芽过程中,新个体从亲本植物的体内产生,之后可以长成独立的个体。