浅谈花药花粉的培育-模板
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《花药和花粉培养》word版参考模板
第八章花药和花粉培养植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细胞的一半，叫做单倍体细胞。
用离体培养花药的方法，使其中的花粉发育成一个完整的植株，叫做单倍体植株。
利用雄蕊的花药离体培养获得的再生植株，是由不同基因型的配子发育而来，具有十分丰富的变异类型，选择出有利的变异类型，利用茎尖培养扩大繁殖，经过经济性状鉴定后，选出优良者配制杂交组合，可获得优良杂交种子。
目前，花药培养这一细胞工程技术已经成为植物育种和种子生产的重要手段，我国在花药培养和单倍体育种工作上，一直处于国际先进水平。
利用单倍体植株进行育种好处表现在“快”，能比常规的杂交育种方法缩短育种周期。
以芦笋为例，利用雄性雌性株（Mm）培育纯系，需连续自交6代，而通过花药培养的方法，可以节省6代自交时间，大大缩短育种年限，一般杂交育种要8～10年才能得到稳定后代，而花药培养只需要2年时间。
另外，花药单倍体育种法的育种程序比常规杂交育种的程序要简化。
第一节花药与花粉培养的意义一、花培概况在60年代中期印度德里大学的两位植物学家古哈（Guha）和马赫施瓦里（Maheshwari）偶然发现，他们培养的毛叶曼陀罗花药中长出的胚状体是来源于花粉的单倍体植株。
从此以后，很快引起了各国遗传育种工作者的重视。
接着有人在烟草和水稻上相继进行了离体培养花药的试验，并得到了单倍体花粉植株。
据不完全统计，现在已有250多种植物获得了单倍体植株。
我国自“六五”首次育成花药培养小麦新品种京花1号在育种史上取得重大突破以来，已育出小麦品种10多个，水稻品种20多个，还有玉米、油菜、烟草、果树、蔬菜等作物新品种，总计种植面积已达数200多万公顷，已成为世界上花药和花粉培养品种应用最广的国家。
纵观10多年，与其它高新技术相比，花药和花粉培养育种育出的新品种（品系）最多，成果应用最广，取得的社会经济效益最大，而资金的投入最少。
事实证明，这是一条经济、有效、快速的育种途径。
第6章 花粉与花药的培养
花粉的培养
一、材料的预处理
花粉经过预处理不但有利于改变正常的发育途径，而 且还可以促进花粉植株的形成。 处理方法： 处理方法： 1. 低温处理 花蕾剪下放入水中，在4~5℃下保持3~4d。 2. 重力的作用 在烟草花粉培养中，在从花蕾中取出花药 前1h，在5℃条件下进行低温离心机离心，可提高单倍体 的诱导率。
花药的培养
第二节 花药培养 一、培养基的选择 二、花药材料的选择 三、材料的处理与培养 四、花粉发育途径
花药的培养
一、培养基的选择
基本培养基： MS、N6、B5等 诱导愈伤组织的培养基：添加2，4-D(1~3mg/L ) 。 诱导愈伤组织的培养基： 分化培养基： 分化培养基：添加6-BA ( 2~3mg／L )和IAA (0.2~0.5mg／L) 生根培养基： 生根培养基：单独添加生长素(0.5~lmg／L)。
第二节 花粉的培养
花粉培养是指把花粉从花药中分离出来， 花粉培养是指把花粉从花药中分离出来， 以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。 以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。 由于花粉已是单倍体细胞，诱发它经愈伤 组织或胚状体发育成的植株都是单倍体植株。且 不受花药的药隔、药壁、花丝等体细胞的干扰。 但缺点是培养难度大。
花药的培养
四、花粉的发育过程
1. 营养细胞发育途径 由营养细胞经多次分裂增生形成愈伤组织或胚状体， 由营养细胞经多次分裂增生形成愈伤组织或胚状体， 进而分化成再生植株。 进而分化成再生植株。 2. 生殖细胞发育途径 由生殖核经多次分裂发育形成愈伤组织或胚状体， 由生殖核经多次分裂发育形成愈伤组织或胚状体， 进而分化成再生植株。 进而分化成再生植株。
花粉的培养
三、培养基成分 基本培养基选用Nitsch培养基 培养基 基本培养基选用 培养基中可添加一些物质，诸如硝酸钙、 硫酸、柠檬酸铁、酵母浸出液和椰子胚乳等， 有促进生长的作用。
植物花粉花药培养
培养目的得大量无病毒的优质植株，缩
短育种周期。
种质资源保存
02
对于濒危植物或珍稀植物，通过花粉花药培养可以保存其种质
资源，避免物种灭绝。
新品种选育
03
通过花粉花药培养获得大量单倍体植株，可以用于新品种的选
育和改良。
培养历史与发展
历史
植物花粉花药培养技术最早起源于20世纪50年代，经过几十年的发展，已经成为 一种成熟的植物繁殖技术。
水稻花粉花药培养技术需要严格 控制培养条件，包括温度、湿度、 pH值等，以确保花粉的正常发
育。
玉米花粉花药培养
玉米花粉花药培养是一种通过人 工诱导玉米花粉发育成胚状体的 技术，具有繁殖速度快、遗传多
样性高等优点。
玉米花粉花药培养在玉米育种和 种质资源保存方面具有重要意义，
有助于提高玉米产量和品质。
培养条件
保持温度在25℃左右，湿度适中，定期通风，避免阳光直射，提供适宜的光照 条件（如12小时光照/12小时黑暗）。
培养环境与条件
温度控制
保持恒定的温度，过高或过低的温度 都会影响花粉的发育和生长。
湿度调节
适宜的湿度有利于花粉的萌发和生长， 一般控制在70%-80%之间。
光照管理
提供适宜的光照强度和时间，以保证 花粉的正常生长和发育。
储存方式
将采集的花粉储存在干燥、阴凉、通 风良好的地方，避免阳光直射和潮湿 ，以保持花粉的活性。
花药消毒与去雄
消毒方法
使用70%酒精或0.1%次氯酸钠溶液对花药进行表面消毒，去 除表面的微生物和杂质。
去雄步骤
在显微镜下操作，用镊子小心去除花药中的雄蕊，以便接种 花粉。
花粉的接种与培养
接种方式
花粉与花药的培养
湿度调节
保持培养环境适宜的湿度，防 止培养基干燥或过于潮湿影响
花粉的生长。
培养方法
将处理好的花粉均匀撒在培养 基表面，然后进行密封培养， 定期观察并记录生长情况。
生长过程观察与记录
生长情况观察
定期观察花粉的萌发、生 长情况，包括萌发率、生 长速度、生长形态等指标。
数据记录与分析
详细记录观察结果，对数 据进行统计分析，了解花 粉生长的规律及影响因素。
湿度对培养的影响及优化策略
湿度对花粉萌发的影响
01
适宜的湿度可以促进花粉萌发，过高或过低的湿度则会抑制花
粉萌发。
湿度对花药开裂的影响
02
适宜的湿度可以促进花药开裂，释放花粉，但过高的湿度也会
导致花粉失活。
优化策略
03
根据植物种类和生长环境，调整培养湿度，使其处于适宜花粉
萌发和花药开裂的范围内。
其他因素对培养的影响及优化策略
生长异常处理
如发现花粉生长异常或污 染等情况，及时进行处理 并调整培养条件，以保证 实验的顺利进行。
03
花药培养
花药来源与选择
适宜的花药来源
选择健康、无病虫害的植物作为 花药来源，确保花药的遗传品质 和生理活性。
花药的选择时期
在植物生长的适宜时期采集花药 ，通常是花朵刚开放或即将开放 时，此时花药内的花粉发育成熟 ，易于培养。
培养基的配制
按照一定比例将各种成分混合均 匀，调节pH值至适宜范围，然后 进行灭菌处理。
培养条件与方法
01
02
03
04
温度控制
保持适宜的培养温度，一般为 25℃左右，避免过高或过低的 温度对花粉生长产生不良影响。
光照条件
植物组织培养第五章花药和花粉培养
C途径：在获得的花粉植株群体中，除单倍 体外，常有相当比例的二倍体、三倍体、四倍 体、非整倍体等非单倍体植株，即小孢子培养 过程中自发加倍现象。此途径中，生殖核与营 养核共同参与了花粉植株的形成。
`
2、B途径
小孢子第一次有丝分裂为均等分裂，形成两个 大小相近的细胞（或游离核）。以后，由这两个细 胞连续分裂产生单一类细胞组成的多细胞花粉或多 核花粉。
体细胞组织分泌出胼胝质到四分体表面，花粉 四分体的胼胝质壁溶解并释放出四个小孢子。此时， 小孢子细胞质浓厚，中央有一细胞核。
当液泡发生时，小孢子体积迅速增加，细胞核 被挤向一边。在第一次有丝分裂时，小孢子核产生 大而疏松的营养核和一个小而致密的生殖核，形成 两个精子，它们处在花粉或花粉管中。小孢子从里 到外被绒毡层、中层、药室内壁和表皮包围着。
二、离体小孢子发育途径
（一）雄核发育途径 离体培养时，尽管雄核发育可在四分体时期和 双核花粉期被诱导，但最适宜诱导的时期是第一次 有丝分裂或之前。小孢子在培养过程中呈现不同的 发育模式。 目前，一般根据小孢子第一次有丝分裂情况将 雄核发育分为A途径（不均等分裂）和B途径（均等 分裂），其中A途径又根据第二次分裂及其以后的情 况细分为A-V途径、A-G途径、A-VG途径（E途径）及 C途径。
第二节 花粉小孢子发育途径
离体培养条件下，花粉是产生花粉植株的原始 细胞，其第一次有丝分裂，在本质上与合子的第一 次孢子体分裂相似，把花粉形成植株的途径称为 “花粉孢子体发育途径”。
目前，习惯把小孢子或花粉沿孢子体途径发育 成花粉植株的过程称为“雄核发育”。
一、活体小孢子发育途径
花粉发育时期对诱导雄核发育是极其重要的。 花粉母细胞经减数分裂形成四分体，有多种模式， 以四面体和等二面体最普遍。
`
2、B途径
小孢子第一次有丝分裂为均等分裂，形成两个 大小相近的细胞（或游离核）。以后，由这两个细 胞连续分裂产生单一类细胞组成的多细胞花粉或多 核花粉。
体细胞组织分泌出胼胝质到四分体表面，花粉 四分体的胼胝质壁溶解并释放出四个小孢子。此时， 小孢子细胞质浓厚，中央有一细胞核。
当液泡发生时，小孢子体积迅速增加，细胞核 被挤向一边。在第一次有丝分裂时，小孢子核产生 大而疏松的营养核和一个小而致密的生殖核，形成 两个精子，它们处在花粉或花粉管中。小孢子从里 到外被绒毡层、中层、药室内壁和表皮包围着。
二、离体小孢子发育途径
（一）雄核发育途径 离体培养时，尽管雄核发育可在四分体时期和 双核花粉期被诱导，但最适宜诱导的时期是第一次 有丝分裂或之前。小孢子在培养过程中呈现不同的 发育模式。 目前，一般根据小孢子第一次有丝分裂情况将 雄核发育分为A途径（不均等分裂）和B途径（均等 分裂），其中A途径又根据第二次分裂及其以后的情 况细分为A-V途径、A-G途径、A-VG途径（E途径）及 C途径。
第二节 花粉小孢子发育途径
离体培养条件下，花粉是产生花粉植株的原始 细胞，其第一次有丝分裂，在本质上与合子的第一 次孢子体分裂相似，把花粉形成植株的途径称为 “花粉孢子体发育途径”。
目前，习惯把小孢子或花粉沿孢子体途径发育 成花粉植株的过程称为“雄核发育”。
一、活体小孢子发育途径
花粉发育时期对诱导雄核发育是极其重要的。 花粉母细胞经减数分裂形成四分体，有多种模式， 以四面体和等二面体最普遍。
花粉与花药的培养
由于完整的花药发育过程释放出有利于花粉发育的 物质，并通过滤纸供给花粉，促进了花粉的发育。
花粉的培养
花粉培养发育形成胚的途径：
1. 花粉核分裂产生营养核和生殖核，以后生 殖核退化，营养核则继续分裂2~3周，形成多 核花粉，由此形成多核的原胚；
2. 花粉核直接分裂，再形成胚。
花粉的培养
复习思考题 ❖ (1)花药培养和花粉培养有何区别? ❖ (2)花药培养时选择什么发育时期的花药?
N6+2，4-D的培养基→经10~30d→诱导生成愈伤组织（或 少数生成胚状体） →愈伤组织增殖到1~3mm左右→分化 培养基（附加细胞分裂素和微量生长素） →再经20~30d，
可获花粉植株。
花药的培养
❖ 胚状体为类似于胚的组织，它经过原胚、球形
胚、心形胚、鱼形胚、子叶期的顺序继续分化形成 小植株。
第六章 花药和花粉的培养
本章主要内容 ❖ 花药和花粉的培养的意义 ❖ 花药的培养 ❖ 花粉粒的培养
花药和花粉的培养——意义
第一节 花药和花粉培养的意义
花药是植物花的雄性器官，包括体细胞性质的药壁 和药隔组织，以及雄性性细胞的花粉粒。按染色体的倍 性来看，前者为二倍体细胞，后者为单倍体细胞。
因此，花药培养属器官培养，花粉培养属细胞培养， 但花药培养和花粉培养的目的一样，都是要诱导花粉细 胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。
成愈伤组织或胚状体，进而分化成再生植株。 4. 花粉均等分裂途径
花粉进行均等分裂形成两个均等的子核，以后二核 间产壁，形成两个子细胞，由两个子细胞形成多细胞 团，迅速生长，穿破药壁而形成胚状体或愈伤组织。
第二节 花粉的培养
花粉培养是指把花粉从花药中分离出来， 以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。
花粉的培养
花粉培养发育形成胚的途径：
1. 花粉核分裂产生营养核和生殖核，以后生 殖核退化，营养核则继续分裂2~3周，形成多 核花粉，由此形成多核的原胚；
2. 花粉核直接分裂，再形成胚。
花粉的培养
复习思考题 ❖ (1)花药培养和花粉培养有何区别? ❖ (2)花药培养时选择什么发育时期的花药?
N6+2，4-D的培养基→经10~30d→诱导生成愈伤组织（或 少数生成胚状体） →愈伤组织增殖到1~3mm左右→分化 培养基（附加细胞分裂素和微量生长素） →再经20~30d，
可获花粉植株。
花药的培养
❖ 胚状体为类似于胚的组织，它经过原胚、球形
胚、心形胚、鱼形胚、子叶期的顺序继续分化形成 小植株。
第六章 花药和花粉的培养
本章主要内容 ❖ 花药和花粉的培养的意义 ❖ 花药的培养 ❖ 花粉粒的培养
花药和花粉的培养——意义
第一节 花药和花粉培养的意义
花药是植物花的雄性器官，包括体细胞性质的药壁 和药隔组织，以及雄性性细胞的花粉粒。按染色体的倍 性来看，前者为二倍体细胞，后者为单倍体细胞。
因此，花药培养属器官培养，花粉培养属细胞培养， 但花药培养和花粉培养的目的一样，都是要诱导花粉细 胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株。
成愈伤组织或胚状体，进而分化成再生植株。 4. 花粉均等分裂途径
花粉进行均等分裂形成两个均等的子核，以后二核 间产壁，形成两个子细胞，由两个子细胞形成多细胞 团，迅速生长，穿破药壁而形成胚状体或愈伤组织。
第二节 花粉的培养
花粉培养是指把花粉从花药中分离出来， 以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。
浅谈花药花粉的培育
浅谈花药花粉的培育花药和花粉是一些植物的繁殖过程中极其重要的一部分。
花药是一种花的部分，用于存储和产生花粉。
花粉则是植物的生殖细胞，在授粉时通过传递到花柱上实现花的繁殖。
要想在植物繁殖过程中获得优质的花药和花粉，需要进行一定程度的花药花粉培育。
在花药和花粉的培育过程中，有几个关键的步骤需要注意。
首先，根据我们所希望的花药和花粉特性来选择合适的植物进行交配。
因为不同的植物品种有着不同的特性，决定了它们的花药和花粉的特征，所以选择交叉繁殖的特定品种将有助于获得希望的花药和花粉。
其次，处理花药和花粉，以确保它们能正常地成熟和产生。
在处理过程中，要注意不要受到杂菌和细菌的侵害，因为它们可能会危及花药和花粉的生长和发育。
一些技术和化学处理方法可以用来保护这些花药和花粉的生长，例如表面消毒和除菌化学药剂。
最后，需要进行花粉的粘合和传输过程。
这可以通过两种方法来实现：手动授粉和自然授粉。
手动授粉是指人工使用簇毛刷将花药和花粉移动到花柱的适当位置上，以实现授粉。
它是最常见和可控的授粉方式，但需要定期的人工干预。
另一方面，自然授粉是指花药和花粉自然散发在周围环境中，然后由自然过程授粉，但这种方式可能需要更长时间。
在花药花粉的培育过程中，还需要考虑其他一些因素，如气温，湿度和光照等。
这些因素对花药和花粉的生长和成熟有着非常大的影响，因此应始终保持在适宜的环境条件下。
需要注意的是，花药和花粉的培育是一项精密工作。
它需要大量的专业知识和实践经验。
但是，通过合理地使用技术，进行正确地处理，以及采用适当的授粉过程，繁殖优质花药和花粉将不再是一个难题。
总之，花药花粉培育是非常重要的，在许多植物的培育过程中都需要进行。
掌握正确的技术，并将环境因素纳入考虑，可以提高花药和花粉的质量，从而促进植物的良性繁殖，确保种群的生存和繁殖。
第三节花粉花药培养 - 唐山师范学院
Assani et al. Plant Cell Rep 2003, 21, 511–516
3、 neem
Production of haploids of neem( Azadirachta indica A. Juss.)
by anther culture
A An 8-week-old anther culture on MS (9% sucrose) supplemented with 1 μM 2,4-D, 1 μM NAA and 5 μM BAP; anthers are completely covered by proliferating brown callus (×1.2).
Sunderland(1978)认为在花粉群体中具有胚胎发生 潜力的花粉，是在培养前被作用于活体的因素所预先决 定的，离体花粉只是起孢子体发育的触发作用和维持相 继的生长作用。
这些具有胚胎发生潜力的花粉粒比正常花粉粒小，细胞 质染色浅，发育迟缓，称为S-花粉或E-花粉。
在一个植物种或品种的花粉群体中，出现正常和非正常 两种类型花粉粒的现象，称为花粉的二型性。
4）培养方式 固体培养 液体培养 双层培养
花药培养的目的是花药内花粉的植株再生，即单倍体再生。 因此可将花药培养数日后，取出其中花粉再培养。
6、植株再生
7、单倍体确定及染色体加倍
单倍体确定方法，可以镜检根尖染色体数，或根据 气孔周围保卫细胞的大小来确定。
染色体加倍，用秋水仙素处理。 ①培养阶段：培养基中加入50-250mg/L秋水仙素。 ②移栽后：用0.2%秋水仙素浸泡生长点1-3d，或每 日傍晚点滴生长点数滴，进行5-6d。
Late stage cotyledonary embryos (B. napus)
3、 neem
Production of haploids of neem( Azadirachta indica A. Juss.)
by anther culture
A An 8-week-old anther culture on MS (9% sucrose) supplemented with 1 μM 2,4-D, 1 μM NAA and 5 μM BAP; anthers are completely covered by proliferating brown callus (×1.2).
Sunderland(1978)认为在花粉群体中具有胚胎发生 潜力的花粉，是在培养前被作用于活体的因素所预先决 定的，离体花粉只是起孢子体发育的触发作用和维持相 继的生长作用。
这些具有胚胎发生潜力的花粉粒比正常花粉粒小，细胞 质染色浅，发育迟缓，称为S-花粉或E-花粉。
在一个植物种或品种的花粉群体中，出现正常和非正常 两种类型花粉粒的现象，称为花粉的二型性。
4）培养方式 固体培养 液体培养 双层培养
花药培养的目的是花药内花粉的植株再生，即单倍体再生。 因此可将花药培养数日后，取出其中花粉再培养。
6、植株再生
7、单倍体确定及染色体加倍
单倍体确定方法，可以镜检根尖染色体数，或根据 气孔周围保卫细胞的大小来确定。
染色体加倍，用秋水仙素处理。 ①培养阶段：培养基中加入50-250mg/L秋水仙素。 ②移栽后：用0.2%秋水仙素浸泡生长点1-3d，或每 日傍晚点滴生长点数滴，进行5-6d。
Late stage cotyledonary embryos (B. napus)
花药与花粉培养
子提取液或培养液三角瓶中，放入一根磁棒，至磁力搅拌器 上，低速旋转使花粉释放出来。该法分离花粉比较彻底，但 对花粉有不一样程度机械损伤。后者将花药放入小型搅拌器 中，加入适量小孢子提取液或培养液。经过高速运转，带动 花蕾花药高速运动而破碎，使小孢子游离出来。
花药与花粉培养
第29页
(二) 小孢子纯化 小孢子分离出来以后，需要经过纯化才能取得纯净小
生长条件和生理状态、供体植株年纪、小孢子发育时期、培养基成 份和培养条件等。 （一）供体植株基因型
供体植株基因型是影响花药和花粉培养最主要原因之一。普 通来说裸子植物比较困难，而被子植物相对比较轻易；同一物种不 一样品种间，甚至同一品种不一样株系间，花药和花粉培养难易程 度也大不相同。
花药与花粉培养
花药与花粉培养
第17页
(七)培养条件 1、温度 对任何培养，细胞生长最适温度都因物种而异。花药和花粉培养 温度普通以25℃为宜，但也有些植物对温度有特殊要求。 2、光照 诱导愈伤组织普通不需要光照，但光照有利于器官分化。即使在 一些植物中，不论有没有光照都能形成花粉植株，但在光照下植 株形成频率较高，生长也更健壮。 3、植板密度 花粉培养中，接种花粉密度和分化培养时愈伤组织 或细胞团植板密度对植株生根有很大影响。
花药与花粉培养
第8页
(二)不对称发育路径 同自然情况一样，小孢子第一次有丝分裂为不均等分裂，
在花粉内形成一个较大营养核和一个较小生殖核。依据两个 核深入发育情况，该路径又分为生殖细胞发育路径、营养细 胞发育路径、营养细胞和生殖细胞并发发育路径3种：
花药与花粉培养
第9页
1、生殖细胞发育路径 营养细胞经几次分裂后便停顿分裂，由生殖细胞继续分裂，
花药与花粉培养
第21页
花药与花粉培养
第29页
(二) 小孢子纯化 小孢子分离出来以后，需要经过纯化才能取得纯净小
生长条件和生理状态、供体植株年纪、小孢子发育时期、培养基成 份和培养条件等。 （一）供体植株基因型
供体植株基因型是影响花药和花粉培养最主要原因之一。普 通来说裸子植物比较困难，而被子植物相对比较轻易；同一物种不 一样品种间，甚至同一品种不一样株系间，花药和花粉培养难易程 度也大不相同。
花药与花粉培养
花药与花粉培养
第17页
(七)培养条件 1、温度 对任何培养，细胞生长最适温度都因物种而异。花药和花粉培养 温度普通以25℃为宜，但也有些植物对温度有特殊要求。 2、光照 诱导愈伤组织普通不需要光照，但光照有利于器官分化。即使在 一些植物中，不论有没有光照都能形成花粉植株，但在光照下植 株形成频率较高，生长也更健壮。 3、植板密度 花粉培养中，接种花粉密度和分化培养时愈伤组织 或细胞团植板密度对植株生根有很大影响。
花药与花粉培养
第8页
(二)不对称发育路径 同自然情况一样，小孢子第一次有丝分裂为不均等分裂，
在花粉内形成一个较大营养核和一个较小生殖核。依据两个 核深入发育情况，该路径又分为生殖细胞发育路径、营养细 胞发育路径、营养细胞和生殖细胞并发发育路径3种：
花药与花粉培养
第9页
1、生殖细胞发育路径 营养细胞经几次分裂后便停顿分裂，由生殖细胞继续分裂，
花药与花粉培养
第21页
花药和花粉的培养
B: 花蕾研磨
C: 过滤小孢子 D,E: B5悬浮 F: 离心 G: NLN悬浮 H: 胚胎发生 I: 植株再生
小孢子培养的优越性主要体现在以下几个方面：
①排除了药壁、药隔、花丝等体细胞组织的干扰，获得的再 生植株都是来源于单倍体的小孢子； ②花药培养中，有时会因花药中的某些物质而影响小孢子的 启动分裂，而小孢子培养则不存在这种问题；
过程。（器官培养）
花粉培养(小孢子培养)：将发育至一定阶 段花粉从花药中分离出来成为分散或游离状态，
花粉脱分化后再生成苗。（细胞培养）
两者的共同点是利用花粉（小孢子）染色
体数目的单倍性，培育单倍体植株，这是花药
和花粉培养技术被广泛应用于植物遗传育种的
主要原因。
2个概念
染色体组 (Genome)
一般地说，像生殖细胞中的 一组大小、形状各不相同的染色 体就叫一个染色体组。 一个染色体组中含有的染色 体数一般用 X 来表示，例如人 体的一个染色体组可以表示为 X=23。
培养方式：
一般以液体培养（花粉密度调至104-105/ml），形 成愈伤组织或胚状体后转入固体培养基。 直接培养：直接取新鲜花药的花粉粒进行培养的方法
（培养基中可添加花药提取液）。
预培养：将花药先悬浮培养2-4天（50个花药/5ml），
再挤出花粉，经离心洗涤纯化后悬浮培养。
哺育培养：将在合适培养基上培养裂开的花药作为哺
3x = 21
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：
1、体细胞染色体数减半 2、生长发育弱，体形小、各器官明显减小；
3、雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性世代。
单倍体的应用潜力 1 、迅速获得纯合型材料，缩短育种年限 2、获得育种中间材料 3、与诱变育种相结合可以提高诱变频率 4、与细胞融合相结合，使这一育种途径更具 有实际应用意义 5、作为遗传工程受体更为有效 6、用作基础遗传研究的各个领域
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浅谈花药花粉的培育
1发展概况
花药和花粉的离体培养,简称花培,开始于20世纪50年代,Tulecke首先培养银杏的成熟花粉粒得到愈伤组织。
1964年Guha和Maheshwari成功用毛叶曼陀罗花药培养获得许多胚状体,并证明胚状体直接起源于花粉粒,最终从胚状体进一步发育得到单倍体植株。
目前至少有34个科,88个属,300多种植物的花药培养成功川。
我国的研究始于20世纪70年代,将花培和传统育种手段相结合先后培育出大批具研究和应用价值的品种,如烟草、小麦、玉米、甜椒等川。
1974年中科院植物所与山东烟草研究所合作,成功培育成烟草新品种并大面积推广,这是世界上第一个用单倍体育种方法培养出来的新品种。
我国花培及单倍体育种应用在世界上处于领先地位川。
2相关概念
花药
花药是植物花的雄性器官,一般被子植物的花药有4个花粉囊,每个花粉囊由外部的药壁和内部的花粉组成。
药壁和药隔等组织的细胞为二倍体的体细胞,花粉是由花粉母细胞经过减数分裂形成的雄性性细胞。
花粉
花药内的花粉母细胞(Zn)经减数分裂产生4个一群的单倍体细胞(n),这个发育时期称为四分体。
由四分体刚刚解体形成的4个单倍体细胞,即单核花粉,又称为小抱子。
小抱子继续发育,其核进行第一次有丝分裂后形成1个精核和l 个营养核的二核细胞(二核花粉);营养核再有丝分裂一次形成2个精核和1个营养核的三核细胞(三核花粉),即成熟花粉。
成熟花粉是植物的雄配子体。
花药培荞
花药培养是将花药(花粉发育到一定阶段)接种到人工培养基上培养,以形成花粉胚或愈伤组织,进而分化成植株的技术。
花粉培养
花粉培养是将花粉从花药中分离出来,使之成为分散或游离的状态,通过培养使花粉脱分化,进而发育成完整植株的技术。
3花药和花粉培养技术
花药培养技术
花药离体培养基本步骤如下:外植体选择(以其中的花粉处于单核中、晚期为宜)、预处理(低温、高温或N饥饿等)~消毒一剥取花药(注意不要损伤花药,因为花药受损后会刺激药壁细胞形成二倍体的愈伤组织)*接种*诱导培养。
花粉植株。
花药培养可以得到单倍体,但也会得到二倍体或多倍体。
例如,在水稻花药离体培养得到的24%株花粉植株中,单倍体只占%,二倍体占%,多倍体占%。
这些变化中,非单倍体可能来自花药体细胞如药壁细胞,由它们先形成二倍体愈伤组织,再分化为二倍体植株,或者来自单倍体细胞的自主加倍,也可能雄核发育过程中的营养核和生殖核的融合。
故花药离体培养不一定都能获得单倍体。
花粉培养技术
花药离体培养中不可避免地会出现体细胞的干扰,为了解决这一干扰,可直接用花粉离体培养。
其基本步骤是:花粉分离(自然散落或机械挤压等)*花粉预处理(低温、离心或乙烯利处理)一*花粉培养(可在合成培养基中加人失活的花药提取物,然后接人花粉进行培养)*花粉植株。
由于花粉已是单倍体细胞,诱发它经愈伤组织或胚状体发育成的植株都是单倍体。
花粉培养比花药培养难度大。
在诱导培养过程中,因激素等条件的不同,使花粉植株的形成有两条途径:一是由小抱子的异常发育形成花粉胚(胚状体),再由花粉胚循着与合子胚相似的发育顺序发育,长成植株;另一条是小抱子多次分裂形成愈伤组织,再由愈伤组织进一步器官分化,形成芽、根,最后形成完整植株。
花药和花粉离体培养的特点见表l。
4单倍体植株的加倍和单倍性的意义
单倍体植株的加倍
单倍体植株通常表现为高度不育,对单倍体进行加倍处理是稳定其遗传行为和育种的必要措施。
培养过程中不同发育阶段的单倍体细胞可以自发加倍,但自然加倍率很低,多数情况需人工加倍。
人工加倍多用化学诱变法,常用的诱变剂有秋水仙素、对二氯苯、氟乐灵等。
加倍处理时需注意的是,秋水仙素同时也是一种诱变剂,容易使细胞多倍化。
因此,对处理的植株要经过一到几个生活周期的选择,才能得到正常纯合加倍植株。
单倍性的意义
单倍体植株高度不育,从植物体生产繁殖角度看,意义不大,但在遗传研究,加速育种进程等方面有重要作用:①单倍体植株的基因表达不受同源染色体上基因干扰,是研究基因互作、基因定位的良好遗传材料;②一般杂交育种,需5一6代才趋于稳定.而单倍体育种从子一代获得花药离体培养后,经染色体加倍就可获得纯合品系,大大缩短育种周期;③雌雄异株植物中,雌雄植株的性状、经济价值可不同。
正常杂交的话,后代中雄株只占50%。
如果要想获得营养价值高的雄株,可通过花药或花粉的离体培养方法获得只含Y染色体的单倍体,加倍后
得到超雄植株(YY),将超雄植株(yy)和雌株(XX)杂交就可得到100%的雄株;④花药培养出来的植株可以脱毒。