课题2　月季的花药培养教学设计(第一课时)

月季的花药培养

出示目标

1.了解被子植物的花粉发育过程。

2．了解花药培养产生花粉植株(单倍体植株)的途径。

3．了解影响花药培养的因素。

4．掌握花药培养的基本技术。

5．能用月季或其他植物的花药进行组织培养。

自主预习

一、被子植物的花粉发育

花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，因此花粉是单倍体的生殖细胞。被子植物花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段。

二、产生花粉植物的两种途径

1．通过花药培养产生花粉植株的两种途径：

花药中的花粉――→胚状体――→丛芽脱分化分化―→生根―→移栽

―脱分化再分化花药中的花粉――→愈伤组织――→丛芽诱导2．这两种途径的区别主要取决于培养基中激素的种类及其浓度的配比。

三、影响花药培养的因素

诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中材料的选择和培养基的组成是主要的影响因素。

1．不同植物的诱导成功率很不相同。

2．同一种植物，亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响。选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。

3．亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。

四、实验操作

1．材料的选取

选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和焙花青－铬钒法。

2．材料的消毒

花蕾→用体积分数为70%的酒精浸泡大约30 s→在无菌水中清洗→用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分→放入质量分数为1%的用无菌水冲→

氯化汞溶液2～4 min洗3～5次

小组讨论

为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？

提示：花瓣松动后，微生物就可能侵入花药，给材料的消毒带来困难。

3．接种和培养

(1)剥取花药：消毒后的花蕾，要在无菌条件下除去花萼、花瓣。剥取花药时，一是注意不要损伤花药，原因是容易从受伤部位产生愈伤组织；二是要彻底除去花丝，原因是花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成。

(2)接种花药：剥取的花药要立即接种到培养基上。每个培养瓶接种7～10个花药。

小组讨论

剥取的花药为什么要立即接种到培养基上？

提示：防止空气中的杂菌污染花药。

(3)培养：温度为25 ℃，幼苗形成之前不需要光照。培养20～30 d后，花药开裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。前者还要转移到分化培养基上进行分化培养成再生植株；后者要尽快分开并转移到新的培养基上。

(4)鉴定和筛选：通过愈伤组织形成的植株，常常会出现染色体倍性的变化，因而需要鉴定和筛选。

随堂练习

1．选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动，会给材料的消毒带来困难。主要原因是(

) A．花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料消毒带来困难

B．花瓣松动后，体积变大，给消毒带来困难

C．花瓣松动后，就会使花药消毒时接触酒精而被杀死

D．花瓣松动后，会使花药老化，不适宜作花药培养

2．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。根据实验，下列分析正确的是(

)

A．花粉也能通过培养形成植株M，这是因为番茄的生殖细胞也含有控制生长发育的全套遗传物质

B．植株M一定为单倍体植株，其特点之一是往往高度不育，因此不能体现生殖细胞具有全能性

C．由花粉培育得到植株M的过程中，植物器官的发生主要通过营养物质的配比进行调节

D．由花粉培育得到植株N，整个过程都必须在无菌条件下进行

3．下列有关花药培养基配制的说法中，不正确的是(

)

A．花药培养可在同一培养基上培养至长出幼小植株后再更换培养基继续培养

B．花药培养的各个阶段，培养基配方不完全一样

C．诱导生根的培养基配方比诱导丛芽或胚状体的培养基配方中的IAA浓度高

D．诱导愈伤组织分化是先分化出芽再分化出根

4．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题。

(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_______________________________________________________________________________________。

(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________ _____________________________________________________。

(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________即可获得大量细胞。

(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生__________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。

(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于____________、____________、____________等育种过程中。